Auteur/autrice : Johndes

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La Saturation d’Oxygène – O²

Sources : Comment j’ai travaillé ? Tout est parti de ce petit appareil de mesure qu’on place au bout du doigt qui a été utilisé pour mesurer ma saturation il y’a quelques années à l’hôpital. Dans un premier temps je suis parti de Wikipédia en version anglaise sur la saturation d’oxygène compte tenu du fait qu’il y’a plus de contenu : à peu près 7 millions contre 3 millions pour la version française et que les articles sont parfois plus fournies et détaillés.

Ensuite j’ai voulu pour la première fois demander à CHAT GPT modèle 3o (les autres modèles n’ont pas d’intérêt) d’analyser le graphique principal de la page.

A partir de son analyse j’ai pu gagner en productivité mais j’ai réfuté une bonne partie de ses explications qui n’étaient pas toujours logiques. Je me suis servi de mes connaissances acquises en médecine grâce au dictionnaire du CNRS, sur lequel j’ai été formé en 2008 ainsi qu’à un LAROUSSE médical et divers livres.

Sur les pages anglaises, j’ai traduit en français en un clic avec Chrome pour gagner du temps et comprendre avec la pensée de ma langue natale.

Pour les mots complexes comme désoxyhémoglobine j’ai trouvé pour vous le dictionnaire de l’académie de Médecine de 2020 que voici. Malheureusement il n’est pas intégralement hyperlié comme celui du CNRS.

Enfin j’ai aussi travaillé un peu sur le Wikipédia français à titre de comparaison. (Formules moléculaires) Je suis certain du fait qu’il faut multiplier et croiser les sources pour comprendre le monde dans lequel nous vivons aujourd’hui.

1/ Introduction

La saturation d’oxygène est une variable(constante vitale) allostérique à deux états. Derrière ce pléonasme, on va essayer de comprendre : Pourquoi allostérique ? Parce que cela étudie les interactions entre deux molécules que sont :

a/ l’hémoglobine qui est une métalloprotéine car elle contient du fer : la hème.

(voir mon article sur l’hématologie ici)

b/ la molécule d’oxygène O².

Pourquoi à deux états ? Pour expliquer cette variable, on se base sur deux états (comme pour le Binaire, ou l’algèbre de Boole) , un état T pour la Tension dit tendu et un état R pour la Relaxation.

Cette variable à deux états est inspiré du modèle Monod-Changeux-Wyman (Changeux est l’auteur de l’homme neuronal) dit modèle ((concerté) par opposition au modèle séquentiel que je n’ai pas étudié). Dans une méthode concerté il n’y a pas d’état mixte, la liaison d’oxygène à l’hémoglobine ne change que l’équilibre entre l’état T et R.

Voici une courbe sigmoïde (courbe à exponentielle locale) qui explicite sur un repère cartésien orthogonal comment évolue la saturation d’oxygène en Y SaO2 (Ordonnée) (liaison entre l’hème et l’O²) par rapport à la pression d’oxygène PO2 envoyé par le cœur (X Abscisse) qui représente la disponibilité d’O2 mesuré par millimètre de mercure.

La pente raide entre 20 et 60 mmHg sur l’axe PO² (x) montre une transition entre l’état tendu et relaxé T et R –> Point 1 et 2.

Pourquoi une courbe sigmoïde ? Une courbe sigmoïde est une courbe en S qui représente de manière parfaite ce qu’on appelle appelle la coopérativité de la liaison entre l’hémoglobine et oxygène. Concrètement cela signifie que pour une liaison, d’autres vont se déclencher par la suite dans une réaction en chaîne qu’on pourra qualifier d’affinité. (Rien à voir avec l’affinité des électrons)

Les états T et R vont permettre de comprendre quand l’affinité est forte et quand l’affinité est faible en fonction de la pression en O².

Affinité : Liaison de captation d’Oxygène par l’Hémoglobine qui dépend de la pression en O² mesurée en millimètre de mercure.


2/ Lecture du repère cartésien orthogonal

Vous distinguez 3 courbes, la courbe de référence est la courbe bleue, les deux autres courbes vont nous permettre d’expliquer l’affinité diminuée (rouge) et l’affinité augmentée (vert).

On peut diviser la courbe bleue dite sigmoïde en trois points :

a/ Plateau au-delà de 70 mmHg, la saturation est déjà assurée la captation de l’O2 a déjà été faite donc une baisse modéré de pression n’entraîne qu’une faible diminution de la saturation.

b/Pente Raide, entre 20 et 60 mmHg, petite variation de pression entraîne de grands changements de saturation. (Illustration de 20 à 30 en pression on passe de 25 à 50 en saturation) augmentation de 1/3 de pression double la saturation 2/1.

La pente raide entre 20 et 60 mmHg de PO2 montre une transition entre un état tendu T et relaxé R

c/ Zone Basse entre 0 et 20 mmhg, la courbe tend de nouveau à se régulariser et à s’aplatir.

Sur le repaire, je vais vous expliquer l’intérêt des deux autres courbes qui vont me permettre d’expliquer l’affinité augmentée et l’affinité diminuée.

3/ Facteurs d’affinité et clés de l’activité physique.

A/ Quels sont les facteurs qui déplacent la courbe vers la droite(Rouge) et diminuent l’affinité ?

L’effet Bohr

Voilà un mécanisme physiologique complexe, l’effet Bohr (Christian) qui était le père de Niels Bohr, le grand physicien des quantas. Cet effet sous-entend moins d’affinité donc de liaison entre l’oxygène et l ‘hémoglobine mais pourtant plus de transport vers les muscles et tissus.

Lors d’une activité physique les poumons et la partie cérébrale du corps ne sont plus la priorité, au contraire des muscles qui le deviennent. Il faut comprendre que si l’affinité était plus grande les poumons n’auraient plus de réserve pour alimenter les autres parties du corps d’une part et l’effet morbide de l’oxydation sur les muscles et les tissus serait encore plus grande. Il ne faut donc pas que toute l’hémoglobine se lie à l’O² pour garder un certain équilibre.

Explications :

a/Dioxyde de Carbone (CO²) et désoxyhémoglobine (H+Hb –> Ion Hydrogène Hémoglobine ) (Cliquez sur le lien pour avoir accès au dictionnaire d’académie de médecine 2020 que j’ai trouvé pour vous).

Moins d’affinité mais plus de transport et donc plus de libération d’oxygène aux muscles et aux tissus pour la respiration cellulaire, pendant l’effort physique. En conséquence les muscles rejettent plus de dioxyde de carbone qui va se transformer par réaction chimique en bicarbonate (HCO3-) et en ion H+ (déshydratation).

Pour favoriser encore plus la libération d’oxygène, l’hémoglobine va se dissocier de l’oxygène et se transformer en désoxyhémoglobine (Formule H+Hb) par liaison avec les ions H+. (On parle de protonation car l’atome H+ n’est plus qu’un proton n’ayant qu’un seul électron qui a migré…)

Equation chimique de la réaction : (Veuillez cliquer sur le lien des équations chimiques pour comprendre la notation, j’en ferai de plus en plus avec vous)

b/Diphosphoglycérate (DPG 2,3)

C’est là qu’intervient dans une plus grande proportion (2,3 DPG) le diphoshoglycérate (les chiffres 2 et 3 sont une notation qui indiquent la position des atomes de phosphore sur les atomes de carbone n°2 et n°3).

D’ou provient-il ? C’est à l’origine un sous produit ou un dérivé indirect de la glycolyse, en fait il est formé à partir d’une enzyme DPG mutase et de (1,3 DPG).

Il se lie avec une plus grande affinité à l’hémoglobine désoxygénée (par exemple, lorsque le globule rouge est proche d’un tissu respiratoire) qu’à l’hémoglobine oxygénée (par exemple, dans les poumons) en raison de différences respectives de structures moléculaires : (d’une taille estimée à environ 9 Å) s’insère dans la conformation de l’hémoglobine désoxygénée (avec une poche de 11 Å), mais moins bien dans la conformation oxygénée (5 Å).

Rappel du Angstrom : 10^-10 donc plus petit que le nano par rapport au système métrique d’une décimale

Formule moléculaire, origine et transformation du DPG :

La voie glycolytique normale génère du 1,3-BPG, qui peut être déphosphorylé par la phosphoglycérate kinase (PGK), générant ainsi de l’ATP, ou être dérivé vers la voie de Luebering-Rapoport , où le diphosphoglycérate mutase catalyse le transfert d’un groupe phosphoryle de C1 à C2 du 1,3-BPG, donnant ainsi du 2,3-BPG. Le 2,3-BPG, l’organophosphate le plus concentré dans l’érythrocyte, forme du 3-PG par l’action de la bisphosphoglycérate phosphatase . La concentration de 2,3-BPG varie proportionnellement à la concentration en [H+].

Formule moléculaire wikipedia américain

Liaison OH apparente, carbones non notés.

Formule moléculaire wikipédia française

Oxygène avec un état d’oxydation -1 par l’Hydrogène caché(moins pédagogique) voir électronégativité et mon article sur les états d’oxydation mais représentation de CRAM en arrière du plan pour un groupe phosphate. Carbones non notés.

Il interagit avec les sous-unités de l’hémoglobine désoxygénée et diminue l’affinité pour l’oxygène, tout en favorisant de manière allostérique la libération des molécules d’oxygène restantes liées à l’hémoglobine oxygénée.

Par conséquent, il améliore la capacité des globules rouges à libérer de l’oxygène à proximité des tissus qui en ont le plus besoin.

Comme il réduit l’affinité il stabilise l’état de Tension tout en diminuant l’état de Relaxation.

c/Potentiel Hydrogène du sang (pH) et acide lactique

Le potentiel hydrogène va diminuer et donc s’acidifier une première fois du aux premiers déchets de dioxyde de carbone, de bicarbonate et d’ions H+ (déshydratation). Par la suite

Si les cellules musculaires ne reçoivent pas suffisamment d’oxygène pour la respiration cellulaire, elles ont recours à la fermentation lactique , qui libère de l’acide lactique comme sous-produit. Cela augmente l’acidité du sang bien plus que le CO₂ seul , ce qui reflète le besoin encore plus important des cellules en oxygène.

En effet, en conditions anaérobies, les muscles produisent de l’acide lactique si rapidement que le pH du sang qui les traverse chute à environ 7,2, ce qui entraîne une libération d’environ 10 % d’oxygène supplémentaire par l’hémoglobine.

Le pH normal du sang artériel se situe entre 7,35 et 7,45 (légèrement alcalin).
Pour le sang veineux, il est un peu plus bas, autour de 7,31 à 7,41.

  • Acidémie : pH < 7,35
  • Alcalémie : pH > 7,45

Ces valeurs sont maintenues par les systèmes tampons (bicarbonates, protéines), la ventilation et les reins.

Résumé de l’effet Bohr :

Pendant l’effort physique : L’affinité diminue pour garder en réserve une part d’ hémoglobine. Elle est utile pour que les poumons puisse en stocker afin d’alimenter les autres parties du corps. L’oxyhémoglobine(HbO²) est transportée en abondance vers les tissus qui le nécessitent en fonction de leurs mouvements (rôle de communication joué par les nerfs du corps et le système nerveux). Ces muscles rejettent du dioxyde de carbone qui va se transformer avec l’eau en bicarbonate, et en ions H+ par déshydratation. (voir équation bilan plus haut)

Dans une deuxième phase l’effet Bohr va favoriser la dissociation de l’hémoglobine avec l’oxygène pour en libérer encore plus aux muscles. Intervient alors soit le diphosphate glycérate 1,3 qui se transforme directement en adénosine triphosphate(ATP) par une kinase (enzyme en mouvement) pour favoriser la respiration cellulaire des muscles.

Ou bien celui-ci se transforme en diphosphate glycerate 2,3 qui va se lier de manière préférentielle de part sa structure et sa taille atomique à la désoxyhémoglobine(HHb) et à l’hémoglobine restante afin de fournir encore plus d’oxygène. (oxyhémoglobine) (HbO²).

Enfin il faut souligner la baisse du potentiel hydrogène qui tendra vers l’acidité de par l’accumulation du dioxyde de carbone dans un premier temps, puis par fermentation lactique qui libère encore plus d’acide. On comprend mieux alors le besoin de s’hydrater constamment pour les sportifs afin de rééquilibrer le pH sanguin et d’éviter les crampes causées par l’acide lactique.


Conséquences sur le corps  : Affinité diminué, Hypoxie, Anémie, Hypoxémie, Fièvre, Cyanose, pH acide, crampes.

B/ Quels sont les facteurs qui déplacent la courbe vers la gauche(Vert) et augmentent l’affinité ?

Voilà encore un mécanisme complémentaire de l’effet Bohr. L’effet Haldane permet à l’hémoglobine désoxygénée donc Hhb après l’effort physique de se lier avec les ions H+ et le CO2 notamment dans les tissus.

Une fois envoyé dans les poumons cela va favoriser la libération de CO² et par incidence leur élimination. Ainsi l’air inspiré de nouveau se liera plus facilement à l’hémoglobine et aura une meilleur affinité.

Conséquences sur le corps  : Alcalose, Hyperventilation, adaptation à la pression de l’oxygène en altitude.

John Haldane 1860-1936

4/Mesures

Une valeur de SaO2 (saturation artérielle en oxygène, déterminée par une analyse des gaz du sang artériel inférieure à 90 % indique une hypoxémie qui peut également être causée par une anémie ). Une hypoxémie due à une faible SaO2 est indiquée par une cyanose . La saturation en oxygène peut être mesurée dans différents tissus.

La saturation veineuse en oxygène (SvO₂ ) est le pourcentage d’hémoglobine oxygénée retournant vers le côté droit du cœur. Elle peut être mesurée pour vérifier si l’apport d’oxygène répond aux besoins des tissus. La SvO₂ varie généralement entre 60 % et 80 %.  

Une valeur inférieure indique un manque d’oxygène et l’apparition de maladies ischémiques . Cette mesure est souvent utilisée lors d’un traitement par circulation extracorporelle et peut donner à la personne qui pratique une perfusion une idée du débit sanguin nécessaire au maintien de la santé du patient.

La saturation des tissus en oxygène(StO₂ ) peut être mesurée par spectroscopie proche infrarouge .

Bien que ces mesures soient encore largement débattues, elles donnent une idée de l’oxygénation des tissus dans diverses conditions.

La saturation périphérique en oxygène (SpO² ) est généralement mesurée au bout du doigt à l’aide d’un oxymètre de pouls.

5/Limites et Nuances

La saturation ne reflète pas directement le Contenu en oxygène (CaO₂), qui dépend aussi de la concentration d’Hb. Une anémie sévère peut exister avec SaO₂ normale mais un transport total réduit.

B/ L’extraction tissulaire c’est à dire la part de l’oxygène diffusé aux tissus dépend aussi du débit sanguin et de la diffusion (loi de Fick), pas seulement de l’affinité.

C/Les courbes se réfèrent à HbA (Hémoglobine A, Adulte) en conditions standard.

Les pathologies (HbS, pour hémoglobine Sickle Cell), thalassémies) qui sont des maladies génétiques qui modifient parfois la forme et la position.

6/L’oxymètre périphérique (pulsation)

L’oxymétrie (mesure de l’oxygène) périphérique (SpO2) est un examen non invasif d’oxymétrie permettant de quantifier la saturation en oxygène de l’hémoglobine au niveau des capillaires sanguins.

Les deux variables biométriques(mesurer les caractéristiques vitales) sont la SpO2 et la fréquence cardiaque. La SpO2 et la fréquence cardiaque sont considérées comme des paramètres vitaux en médecine clinique.

La SpO2, saturation périphérique en oxygène, est très proche de la SaO2, saturation artérielle en oxygène.

Fonctionnement

L’oxymètre périphérique est placé au niveau de la phalange distale car c’est un endroit fin. Un vernis à ongles peut fausser la mesure car c’est une technique d’absorbance de la lumière du sang, on dit parfois qu’elle est colorimétrique. (mesure la couleur)

Fonctionne d’abord avec un émetteur de lumière dans deux longueurs d’onde : celles de l’infrarouge et celles dans le proche infrarouge ainsi qu’un capteur d’électrons qui excitent des photons captées à leur tour :

1/ La part transmise par les os, tissus, veines SpO²

2/La pulsation lumineuse mesure également la variation du flux sanguin systolique et permet de mesurer la fréquence cardiaque notée FC.

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Les Etats d’Oxydation

Petit rappel :

1/ Pour calculer les électrons de valence c’est à dire les électrons sur la dernière couche, on se base toujours sur le gaz noble antérieur dans le tableau périodique.

2/ Par contre pour calculer les ions monoatomiques on se base sur le gaz noble dit méta-stable le plus proche.

3/ Pour les métaux en transition on peut se baser sur le tableau périodique quantique et sur la fonction orbitale ce qui n’est pas possible sur le tableau périodique classique. On doit aussi remplir le tableau, l’élément selon la méthode de Kuchlowski pour déterminer la configuration électronique complète du métal en transition. Voir mon article sur le tableau périodique quantique

Antoine de Lavoisier a inventé le terme d’oxydation pour décrire l’effet des atomes d’oxygène sur l’atome central d’un composé tel qu’un oxyde, un hydrate, un acide, ou bien un composé ionique ou covalent.

Antoine de Lavoisier 1743-1790

Ne représente pas la charge ionique mais permet de faire des prédictions d’un composé.

On calcule les états d’oxydation de chaque atome dans une molécule par une échelle d’électronégativité. Comme je l’ai déjà expliqué dans le tableau périodique quantique l’électronégativité est la force attractive de l’atome sur ses électrons lors de la liaison chimique avec une autre espèce.

Chaque atome à une électronégativité déjà calculée en chimie, il s’agit de l’échelle de Pauling :

voici un tableau périodique de l’électronégativité. Concrètement à partir d’une structure de Lewis, on va pouvoir replier les liaisons atomiques de deux espèces en fonction de l’atome qui a l’électronégativité la plus forte :

Linus Pauling 1940-1970

Cet article wikipedia résumé en anglais est bien fait : Etat d’oxydation

Il a été travaillé spécialement pour cet article.

Pour chaque atome il faut toujours se reporter à l’échelle de Pauling pour comprendre son OS. Cela va vous demander beaucoup d’attention et de pratique pour vérifier les états de l’oxydation marqués en rouge dans l’article mais c’est un bon exercice.

Règles de base pour comprendre :

L’hydrogène perd un électron quand l’oxygène en gagne deux. Les états sont calculés par un nombre propre appelé OS état d’oxydation. Les transferts ou non transferts d’électrons sont marqués par un trait supplémentaire en rouge. (Parfois on replie la liaison) (Parfois on ne la compte pas, exemple O-O) Connaitre le nombre d’électrons sur la couche externe est important. La plupart du temps la molécule est neutre, l’oxydation s’équilibre pour un composé.

L’oxydation pour notre corps

Passons à la suite, en général le suffixe -ate désigne les composés ont plus de 2 atomes d’oxygène.

Exemple prenez une bouteille d’Evian :

vous allez trouver des sulfates, des nitrates, et des bicarbonates de formules respectives : NO3-, SO4²- et HCO3-. Dans le cas présent ces composés sont des anions dont les atomes centraux sont oxydés, ils ont charge négative. Heureusement vous avez des minéraux tels que le Magnésium et le Sodium cations qui viennent équilibrer dans la bouteille.

La règle générale dans la nature du corps humain veut que plus l’on respire, plus un composé est soumis à l’oxygène plus il vieillit, il s’oxyde.

Pour résumer : La réduction est l’inverse de l’oxydation. Lorsque qu’un atome perd des électrons il s’oxyde car les protons de charge positive ou + prennent le dessus en nombre. Quand un atome gagne des électrons il se réduit car la charge négative prend le dessus.

Dans l’appareil cérébral humain la charge négative correspond à l’état de repos alors que la charge positive correspond à l’influx nerveux libéré donc à un potentiel positif et à un état de réflexion.

Respiration cellulaire

Que se passe-t-il lorsque vous mangez, imaginons que vous mangiez un aliment qui contient des glucides, ou plus précisément du glucose (carbohydrates) qui est essentiel pour la vie des métabolites telles que nos mitochondries qui sont l’usine énergétique de nos cellules neuronales.

La glycolyse a lieu ce qui entraine tout d’abord un léger effet d’oxydoréduction calorique(chaleur), le sucre est ingéré digéré par le glycogène et l’action de l’acide pyruvique puis redistribué par le foie ainsi se produit une phosphorylation oxydative c’est à dire que par le mécanisme que j’ai déjà expliqué dans mon article sur l’influx nerveux : l’adénosine diphosphate va se transformer and adénosine triphosphate ce qui correspond au phénomène de respiration cellulaire.

Il va y avoir une différence de concentration ioniques entre les ions sodium et potassium de part et d’autre de la membrane cytoplasmique ce qui va libérer un potentiel électrique par la mise sous tension de l’enzyme d’ATP Synthase qui est un biocatalyseur de nature protéique. Après perméabilisation de la membrane cela va declencher la valeur seuil, puis va générer votre influx nerveux.

Dérivés Réactifs de l’Oxygène et Radicaux Libres

Nos mitochondries vont rejeter ce qu’on appelle des Dérivés Réactifs de l’Oxygène, dont font partie les radicaux libres.

Si ces Dérivés réactifs (peroxyde, ions oxygénés) sont importants dans le système immunitaire pour lutter contre des agents pathogènes ils peuvent être très nocifs en particulier les radicaux libres de par leur nature électronique (couche de valence non appareillé correctement).

Il faut à tout prix éviter une réaction en chaîne c’est à dire qu’un électron qui s’est libéré crée un autre radical et ainsi de suite et forme des bi ou tri radicaux. c’est la principal cause du vieillissement cellulaire.

Pour lutter contre ce vieillissement cellulaire, vous pouvez prendre des anti-oxydants tels que des vitamines ou des oligo-éléments, des polyphénols mais il existe aussi des enzymes spéciales telles que le superoxyde dismutase, ou le glutathion peroxydase qui peuvent empêcher les cellules de muter.

Il y’a d’autres enzymes génétiques cette fois qui permettent de lutter contre le vieillissement et j’en parlerai dans un prochain article sur les différents Acide Ribonucléiques, dits ARN il s’agit de la Télomérase.

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Le Cycle des Quintes

Sources :

(Je me suis basé sur Je me suis basé sur le dictionnaire du CNRS, sur Wikipédia et sur un Modèle de Langage, mon Piano, d’une application mobile appelée Lambda (pour les néophytes la longueur d’onde) et d’un livre de solfège, des éditions first ah oui c’est la tour qu’on avait construite pour moi à la Défense : et qui indique la météo du lendemain🤣 dans laquelle je suis monté au sommet a 24 ans) . Petite anecdote a ce propos Même mon frère m’a fait honte : Je lui ai parlé des créateurs et quand j’ai voulu lui montrer cette tour il m’a répondu « je m’en fous de ta tour ».

J’ai une synapse spéciale qui contient 30 ans de souvenirs.

1/ Introduction lexicale

La musique a une place chère dans mon cœur. C’est un art majeur qui a un rôle très important à jouer dans notre société. C’est aussi un langage universel et une science dérivée des mathématiques..

A ce titre elle a toute sa place sur ce site pédagogique surtout quand on sait sa fonction cachée 😎.

Je souhaitais vous faire la présentation d’un théorème musical qui permet d’avoir une compréhension global d’une partie de la musique. On va l’appréhender sur le plan musical mais aussi sur le plan scientifique en parlant de fréquences, d’armure, de fractions, de gammes, de tons mais surtout de son. Tonnerre de Brest 😂.

Il s’agit du cycle des quintes inspiré par Pythagore.

Le cycle des quintes est un outil qui permet d’organiser les gammes diatoniques (majeures et mineures) selon leurs relations harmoniques et leurs altérations. Il permet aussi de visualiser les 12 sons de la gamme chromatique, en les reliant par quintes justes.

Une gamme est une suite des notes d’un système musical donné (mode), comprises dans les limites d’une octave, séparées par des intervalles déterminés et disposées dans l’ordre des fréquences croissantes ou décroissantes.

2/La légende de Pythagore et le rapport de fréquence

Jusque là rien de très compliqué, c’est alors qu’il me faut vous parler de cette histoire : la légende raconte que Pythagore en passant devant une forge fut frappé des différents sons de marteau sur une enclume.

Il distinguait quatre sons bien distinctes, entre un marteau de masse 6, 8, 9, 12, lorsque le marteau 6 frappait et que suivait le marteau 12 les deux harmoniques étaient distante d’un octave.

On a un rapport de deux fréquences = 12/6 soit 2/1 = 2 ce qui donne une octave

Quand le marteau 6 frappait et que suivait le marteau 9 c’était une quinte rapport de fréquence de 9/6 ou 3/2 soit environ 1,5 ce qui donne une quinte

Quand le marteau 6 frappait et que suivait le marteau 8 c’était une quarte rapport de fréquence de 8/6 soit 4/3 environ 1,33 ce qui donne une quarte

Quand deux marteaux de même masse frappe on a le rapport de fréquence de 1/1 = Unisson

L’octave, la quinte, la quarte sont des intervalles dits justes et nous verrons pourquoi dans la 3ème partie de l’article.

Voici une échelle diatonique qui tente de réconcilier la gamme diatonique avec la gamme chromatique en comptant le nombre de sons possibles pour un Ton ou un demi-ton à tempérament égal.

Echelle diachromatique, partez du bas dans un ton vous avez deux sons possibles à savoir le do +do # ou Re bémol jusqu’à Mi et Fa et Si et Do. Ce qu’il faut comprendre c’est que nous avons donc 12 sons possibles dans un octave 2×5+2 = 12.

Pour parler concrètement et à titre d’exemple  sur un instrument tel que le piano l’écart entre une touche blanche et une touche noire consécutive correspond à un demi-ton soit 1 seul son possible : soit la valeur 1 les notes altérés correspondent aux notes noires.

L’altération d’une note c’est à dire si elle porte un symbole comme dièse va augmenter la hauteur d’un demi-ton, le bémol va la baisser d’un demi-ton. Re b(en dessous Re) = Do #(Au-dessus Do)

L’écart entre deux notes consécutives correspondent à un ton entier c’est à dire à deux sons possibles soit la valeur 2 sauf entre Mi et Fa et entre Si et Do.

Une note ne peut pas être # et bémol à la fois mais un re# est un mi bémol.

3/ Etude des intervalles 

L’octave

Quand on passe au 13ème son on passe à l’octave supérieur.

Quand on joue deux sons dont la fréquence du second est le double de la première, par exemple :

  • 220 Hz → 440 Hz
  • 440 Hz → 880 Hz

le second son est perçu comme « le même » que le premier, mais plus aigu. Ce doublement de la fréquence correspond exactement à une octave.

Notre oreille interne et notre cerveau perçoivent les sons de façon logarithmique, pas linéaire. Cela veut dire que nous percevons une même distance musicale non pas quand les fréquences augmentent d’une même valeur, mais quand elles sont multipliées par un même facteur.

🧠 2. Perception humaine

  • Une multiplication par 2 = une octave
  • Une multiplication par 2×2 = 4 deux octaves
  • Une multiplication par 3/2 = une quinte (ex. 440 → 660 Hz)

Cette structure logarithmique (lien direct à mon article sur les logarithme) est à la base des gammes musicales.

3. Harmoniques et consonance

Quand un instrument joue une note (fondamentale), il produit aussi des harmoniques (fréquences multiples de la fondamentale) :

  • Si on joue un La à 220 Hz, ses harmoniques sont :
    220,440,660,880

Le deuxième harmonique (440 Hz) est le double de la fondamentale → c’est donc une octave au-dessus.

Cette relation simple (rapport 2:1) est très consonante pour l’oreille humaine : les deux sons se superposent presque parfaitement.

Je fait un petit aparté sur cette fréquence de 440Hz qui est un diapason : Le « la4 ou la du 4ème octave. Elle représente la fréquence sur laquelle tous les instruments s’accordent et a été adopté par l’organisation internationale de standardisation(ISO) à la suite du tempérament égal.

Un petit aparté sur le tempérament égal : la physique de la musique de par sa complexité n’est pas toujours une science exacte ainsi il a fallu uniformiser les fréquences, les sons à une hauteur déterminée afin de pouvoir jouer dans la plus grande harmonie possible. Le diapason fixé à 440hz pour les trois systèmes de division de l’octave en est l’illustration parfaite.

📏 4. Notation musicale

En musique occidentale :

  • Une octave est divisée en 12 demi-tons égaux (gamme tempérée)(12 sons possibles)
  • Chaque demi-ton correspond à une multiplication de fréquence par la racine 12e de 2 :

La Quinte

Voici un cycle diatonique que j’ai modifié pour vous montrer à quel point il est désuet. Entre Do et Sol, nous avons 5 degrés soit 5 notes donc une quinte mais 7 sons ou 7 demi-tons car 2+2+1+2 = 7. Car nous avons Do Do# ou Ré bémol, Ré, Ré# ou Mi bémol Mi Fa 1 son et Fa Fa# ou Sol Bémol 2 sons. Ce qu’il est intéressant de retenir c’est la structure 2 2 1 2 sons ou 1 1 1/2 1 ton.

On retrouve le rapport 3/2 du légendaire Pythagore

  • C’est le deuxième rapport le plus simple après l’octave.
  • Il est présent naturellement dans les harmoniques d’un son.
  • Il est très consonant et stable pour l’oreille humaine.
  • Il joue un rôle fondamental dans les gammes, les accords, et l’harmonie tonale.

La Quarte

Conclusion

Le rapport 4/3 correspond à une quarte juste car :

  • Il représente une relation simple entre deux fréquences.
  • Il est consonant, bien qu’un peu plus tendu que la quinte.
  • Il est présent dans les harmoniques.
  • Il joue un rôle fondamental dans la construction des accords et des gammes
  • Il est complémentaire de la quinte dans la structure tonale. (Renversement)

4/ Le Cycle des Quintes

un cycle des quintes anglo-saxon sur fond noir 😊 J.C Heudin : Copyright.

Avant d’apprendre à lire le cycle des quintes il convient de comprendre toutes les notations propres aux pays anglo-saxons, aux pays latins, et germanophones.

Tableau des correspondances, on pourrait presque faire correspondre avec l’hexadécimal en informatique surtout pour la notation anglo-saxonne sauf pour le G qui n’existe pas en hexa et le H (si) qui remplace le B en anglais.

Avant d’attaquer la lecture circulaire du cycle des quintes je vous ai préparé comme si vous étiez des enfants un spectre ou un échantillon d’un cycle des quintes sur une ligne en partant de Do Majeur.

Cet échantillon compte 35 sons soit 7 x 5 quintes puisque une quinte = 7/12 sons dans l’octave. Il vous permet d’apprendre les correspondances entre les notes latines et anglo-saxonnes tout en comprenant qu’une quinte représente cinq degrés. Il vous permet par arithmétique de repérer les tons (2 sons) et demi-tons (1 son).

On doit respecter la structure diatonique en 2 2 1 sons ou 1 1 1/2 tons expliqué plus dans la partie sur la quinte plus haut c’est pourquoi on doit avoir un F#, (fa#) un C# (do#) un autre F# (fa#) et un G# (sol#).

Il y’a plusieurs termes qu’il convient d’expliciter pour comprendre le cycle des quintes :

Un cycle des quintes latin sur fond blanc 😊

En haut du cercle, sont situées les gammes de do majeur et la mineur. À chaque rotation dans le sens horaire, on ajoute un dièse à l’armure, selon le cycle des quintes ascendantes, soit dans l’ordre : fa, do, sol, ré, la, mi, si. Dans le sens antihoraire on ajoute un bémol à l’armure et on procède par quartes, descendantes, ce qui donne : si, mi, la, ré, sol, do, fa. Le nom des gammes correspondantes suit également ces deux ordres. Enfin la quarte et la quinte se retrouvent en SOL bémol/ FA # à la moitié du cycle de 12 quintes à 6 ce qui confirme que quinte et quartes forment bien un octave soit 12 sons et sont complémentaires.

Un petit point lexicologique s’impose :

enharmonie : les notes qui se superposent comme mi bémol ré# ou fa# sol bémol sont des notes enharmoniques. Ce sont deux notes qui obéissent à des procédés harmoniques et qui sont distantes d’un comma.

L’armure :

L’armure c’est la réunion à la clef de toutes les notes qui vont être altérées sur la portée. C’est la petite portée que vous voyez en dessous de la note avec les dièses et les bémols.

La tonalité :

Ensemble des caractères liés au choix d’une tonique déterminée (en vert sur le cycle des quintes latin) Elle peut-être majeure ou mineure. Rien n’empêche une tonalité d’être modulé dans un opus.

Tonique :

Première note d’une gamme. Elle donne son nom à cette gamme et au ton de cette gamme. Par exemple, on dit: la gamme et le ton d’ut (do), qui est la tonique.

Petit exemple :

Lorsque je parle de la Sonate au clair de Lune de Beethoven je parle de la sonate opus(lat. oeuvre) n°14 (est la référence dans le catalogue de l’auteur). C–Sharp.

C veut dire Do qui est la tonique et Sharp veut dire dièse : c’est une tonalité Mineure. Tout ce qui est au bémol en anglais flat ou encore ce qui est sans altération comme le ton ut (do) est une tonalité Majeur, on a trois mouvement comme souvent dans les symphonies, sonates et concertos et le rythme (tempo) est indiqué en italien.

Dans la Sonate au clair de lune la tonalité est modulé plusieurs fois en fonction des mouvements et des passages telle la modulation de fréquence du chant d’un oiseau(Nature) ou les modulations des impulsions électriques d’un routeur internet.(Physique) ou l’arithmétique modulaire utilisé en cryptanalyse(Mathématiques).

Mathématico-musicalement, Pythagore avait établi un cycle des quintes qui illustrait ses théories. Mais la précision de ses calculs était telle qu’elle n’est plus applicable de nos jours. Au bout de 12 quintes justes successives do-sol-re-la-si-fa#-do#-sol#-ré#-la#-mi# : la dernière note est très légèrement plus haute que le do initial, alors que sur le piano les deux notes sont les mêmes. Même si la différence est vraiment minime, pour être précis, elle est de 531441/524288 soit

1,01364326477051.

Cette valeur dépend de la vibration du matériau qu’a utilisé Pythagore pour fonder ses calculs, il n’a pu calculer dans l’abstraction pure sans mesurer par son sens auditif comme l’illustre l’apologue du marteau du forgeron. Il est fort probable que les atomes du matériau qu’il a écouté pour effectuer ses calculs soient différents de ceux d’une corde frappée d’un piano.

On en revient au tableau périodique, il faudrait étudier les phonons (Température de Debye) c’est à dire les vibrations atomiques et leurs accumulations précédentes successives dans la configuration spatiale cristalline et leurs diffusions (séries de notes ou quintes précédentes) de chaque élément (oxygène,instruments à vent, cuivres),(cordes frottées(boyaux de moutons chaleur plus forte du au frottement) ou frappées (métal, acier, piano bref ), pour essayer de retrouver cette différence entre le si# et le do.

Voilà je pense que vous pouvez vous entrainer à comprendre ces cycles avec une simple feuille de papier en écrivant do ré mi fa sol la si do plusieurs fois à la suite comme le chantait mon professeur de musique au collège..

1/2 ton = 1 son, 1 ton = 2 sons (2 fréquences). Vous pouvez vous aider d’une échelle chromatique ou d’un instrument comme un clavier virtuel ou réel (piano, synthé…).

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Servitudes Virtuelles

Pour introduire la lecture de ce livre assez récent paru en 2023 aux éditions Seuil, je vais vous faire part d’une petite anecdote la dernière fois que je suis sorti dans Paris.

Je me rappelle avoir interpellé une jeune fille qui avait l’air perdue. Elle me dit : « je cherche mon bus pour me rendre dans le 91 ».

On était la nuit vers 23h30 et en me montrant les panneaux « Noctilien » tout en consultant son téléphone mobile et un service de géolocalisé de type Google ou Plans. Elle ne comprend pas son bus n’est pas à l’endroit ou il devrait être. Je lui tend le bras vers l’arrêt: ça c’est la N, elle me rétorque « Nuit, Noctilien » je rigole et je reprend : « L’arrêt en face de toi c’est le réel » ensuite je lui désigne son téléphone et je reprend de plus belle, ça c’est « virtuel ».

Elle fait demi-tour et elle me dit : « tu as raison ».

Je trouvais l’anecdote amusante pour vous introduire ce livre de Jean-Gabriel Ganascia dont on avait déjà parlé dans mon article sur les Sciences Cognitives et qui fait montre de toute son éminence grise dans ce livre intitulé Servitude Virtuelle. Quel titre ! Tout un programme n’est-ce pas ?

Et pourquoi pas ne pas commencer par la fin du livre et faire une analogie avec le discours de la servitude volontaire d’Etienne de la Boétie écrit 400 années plus tôt ?

« Ils s’en servent par forme et pour épouvantail plus qu’ils ne s’y fient. Les archers barrent l’entrée des palais aux malhabiles qui n’ont aucun moyen de nuire, non aux audacieux bien armés. Ce sont les peuples eux-mêmes qui se laissent, ou plutôt qui se font malmener , puisqu’ils en seraient quittes en cessant de servir. C’est le peuple qui s’asservit et qui se coupe la gorge ; qui pouvant choisir d’être soumis ou d’être libre, repousse la liberté et prend le joug ; qui consent à son mal, ou plutôt le recherche… »

Le qualificatif de « virtuel » qui nous intéresse pour cette nouvelle forme de servitude : se réfère aux sciences du numérique et vient s’opposer au réel. Sommes nous aujourd’hui perdus entre deux mondes ? La clé réside t-elle dans l’hybridation ?

Doit-on se séparer de nos téléphones mobiles quand on se déplace de peur d’être enfermé dans une toile virtuelle, (ondes électromagnétiques (radio) captées par les antennes du réseau cellulaire) (Puces de géolocalisation par satellite) . Doit-on pour s’orienter ne se fier qu’à nos connaissances astrales (Soleil, Etoiles, Cartes, Points Cardinaux..) ? Doit-on faire confiance aux outils d’intelligence artificielles ? Aux algorithmes de recommandations ? A la diffusion Point par Point ? Au Marketing one-to-one  qui pardonnez moi ce néologisme nous « enbulle » ?

Ce site scientifique et pédagogique que j’ai crée vous donne toutes les clés pour comprendre le numérique, les sciences qui en retournent et ce livre « Servitudes Virtuelles » rentre dans cette démarche . J’ai voulu ainsi vous en dévoiler une partie de son contenu.

L’auteur tente de répondre à ces questions en abordant des thèmes très actuels et démarre par un fabuleux concept :

1ère Partie :

Une rose des vents numérique :

Dans la nature, la rose des vents était censé guider les marins pour la navigation à l’aide de ses pétales. Encore une preuve que la nature a tout inventé et la technologie ne fait que la copier comme je l’ai déjà montré dans mon article sur l’appareil cérébral.

Pourtant nous vivons dans une époque ou les mathématiques rêvent de contrôler la nature.

1/Hors-ligne, Off-life, l’ouest. (Là ou le soleil se couche)

L’auteur commence à l’ouest, cet état est dis Off-life, Hors-life il y parle de dataïsme concept inventé par le chercheur homosexuel israëlien Harari, et repris par Chris Anderson du célèbre magazine Wired qui pense que la théorie va disparaître en conséquence.

La création d’humanoïde par le japonais Hiroshi Ishiguro.

Ensuite l’auteur parle de métensomatose numérique c’est à dire de transfert de l’esprit dans le corps humain par téléchargement pour au final arriver à l’état de mort décidé à par un agent artificiel, un programme ou un ordinateur. L’auteur plagie volontairement 4 passages d’un roman transhumaniste dont vous l’aurez compris nous ne sommes finalement pas loin aujourd’hui en 2025.

2/ Online, le Nord. (L’étoile Polaire, Vénus)

Ensuite dans un deuxième temps nous sommes dans le Online, en ligne. La vie numérique par excellence.

Dans l’online l’auteur nous apprend que l’ancêtre du protocole hypertexte date de la seconde guerre mondiale en 1945 par un physicien du nom de Vandevar Bush qui a écrit un traité intitulé As We May Think ?

L’auteur y parle des projets Neuralink d’Elon Musk nommé par le syntagme dentelle neurale.Pour résumer tous ensemble nous ne formerons plus qu’une fratrie connecté par une puce qui nous augmentera et nous permettra de contrôler l’Intelligence Artificielle.

Mark Zuckerberg souhaite aussi mieux connaître ce que les personnes pensent pour mieux profiler et mieux personnaliser la publicité.

Ce sont des projets dont les neuropsychologues doutent de la faisabilité pour la raison qu’il y’a 3 phases pour accéder à la mémoire : encodage, consolidation et accès.

3/ En vie, Onlife, l’Est. ( Là ou le soleil se lève)

L’auteur fait mention de la blockchain, idéal cyberpunk de hack, mathématisation binaire de l’argent en blocs cryptographiques et diverses fonctions de hachages censés renverser l’ordre établi et se passer du système bancaire. Rappelons que la blockchain a été inventé en 2008 après la crise des subprimes par un japonais répondant au pseudonyme de Nakamoto.

Est évoqué Hannah Arendt grande philosophe juive expatrié aux Etats-Unis dont sont mentionnés les travaux sur la culture, la vie contemplative, la vie active, la vie de l’esprit (Cultura Anima).

Sont évoqués la culture de masse, la reproduction mécanique des œuvres, leur transports et leurs diffusion. Mais aussi le travail, l’œuvre et l’action pour un homme.

Le taylorisme a l’extrême avec le morcellement du travail de plus en plus grand et l’exemple des Amazon Mechanical Turks. Ce sont de petites tâches très peu rémunérés qui étaient faites par de petites mains qui auraient très bien pu être remplacés par des IA codées pour gagner de l’argent facile. Max Tegmark (Life 3.0).

4/ Enfin le Offline ou le Hors Ligne. Le Sud.

L’auteur évoque la ZAD de notre dame des landes et des personnes complètement déconnectés du monde actuel mais qui se battent pour des causes tout à fait nobles et qui sont obligés finalement pour se faire entendre de faire une incursion dans le online.

2ème Partie :

Ensuite l’auteur nous invite à prendre un marteau comme vous pouvez le voir en couverture pour déconstruire tout cet univers numérique et il nous invite à réfléchir à 4 principes d’équité pour tenter d’orienter le monde dans la bonne direction.

1/Autonomie,

2/Bienfaisance et non Malfaisance

3/Justice

4/Transparence

Le livre se termine enfin en apothéose avec un petit trésor que je ne divulguerai pas pour vous forcer à l’acheter.

De plus il est très documenté et il ne faut absolument pas négliger les notes et leurs renvois lors de la lecture. Beaucoup de sources numériques de haut vol et universitaires sont inscrites dans l’index finale et valent le coup d’être explorées après ou pendant lecture.

Je vous recommande vivement l’achat de ce livre très actuel.

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Hematologie, cellules sanguines et automates

Voici un article qui me tient à cœur car aujourd’hui je veux sauver les personnes qui se font empoisonner parce qu’elles partagent des connaissances en toute liberté. En effet, je me dirige vers des études de médecine après avoir étudié l’appareil cérébral dans l’homme neuronal que je vous conseille de lire dans son contenu intégral car j’ai occulté volontairement les parties les plus intéressantes.

Samedi j’ai fais des analyses et j’ai étudié mes résultats ce matin.

Dans un premier temps il faut parler des entreprises qui fabriquent ces automates par lesquelles elles réalisent ces calculs et mesures.

Dans le cas de mon labo et au niveau hématologique c’est à dire ce qui correspond à l’étude du sang c’est Sysmex.

1/ Hematies en Tera /L ou millions de mm³

La première donnée qui nous concerne sont les Hématies, ce sont l’ensemble des globules rouges du sang aussi appelés Erythrocytes mesuré en Tera / L.

Dans un premier temps je n’avais pas fait la correspondance avec la numération globulaire car ce n’était pas la même unité sur l’encyclopédie en ligne.

En effet la numération globulaire dans les calculs est notée en millions de mm³.

J’ai du faire une équivalence entre le Tera qui est égal 10^12, le Litre égal à 1 dm³ avec les millions de mm^3

Au cube, puisque c’est 3 dimensions on multiplie par 10³ pour chaque saut d’unité donc 1dm³ = 1000 cm³= 1 000000 mm³

Passage de Tera au million : soit 10^12 à 10^6 donc ordre de 10^-6

Pour 10^12= 10^6 = Millions

En toute logique 4,75 Tera / dm³ = 4,75 Millions par mm³

L’égalité est respecté on a une valeur plus petite d’un ordre 10^-6 dans un volume plus petit 10^-6.

Mais alors quelles sont les techniques pour étudier cette numération ?

1.1/ l’impédance et la focalisation hydrodynamique :

Les analyseurs utilisent l’impédance combinée à la technique de focalisation hydrodynamique pour la numération des globules rouges et des plaquettes.

L’impédance à volume fixe calibré permet de compter les cellules à travers un micro-orifice de comptage.

Cet orifice de comptage est composé de 2 électrodes traversées par un courant continu afin d’obtenir des impulsions électriques proportionnelles au volume des cellules sanguines qui le traverse.

Ces données électriques sont converties en histogrammes, représentant la distribution du volume.

La focalisation hydrodynamique en amont et en aval de la zone de mesure garantit une injection du liquide de gainage permettant l’unicité des passages, le parfait centrage des cellules ainsi que l’absence de déformation cellulaire (respect de la forme telle que « in vivo »).

Sur cette image partez du bas vers la gauche, vous voyez les globules rouges amassés et par la suite au niveau de l’anneau central (micro-orifice de comptage) être décomptés un à un, au niveau duquel les deux flèches qui se rencontrent indiquent l’endroit ou les électrodes sont placées.

Tout autour du tube dans lequel sont présent les hématies vous avez un fluide qui sert à focaliser c’est à dire diriger à la fois les hématies et garantir l’injection d’un liquide de gainage, ce liquide de gainage(pour envelopper ou protéger), permet l’unicité (1 à 1) des passages donc l’énumération ou le décompte (Niveau central)

2/Hémoglobine (en g/dL) 1 décilitre est égal à 100 cm^3.

Vous voyez le groupe hème au centre qui contient un atome de Fer

L’Hémoglobine est une protéine de la famille des globine, c’est une métalloprotéine car elle contient du fer (hème) et c’est une protéine du sang qui permet de transporter l’oxygène par l’appareil respiratoire jusqu’aux tissus musculaires du corps pour la respiration cellulaire aérobie (lié à l’oxygène).

Quelle est la technique utilisée ?

2.1/La spectrophotométrie ou mesure du spectre par la lumière

La méthode recommandée par le comité international de standardisation de l’hématologie l’ICSH pour mesurer la concentration d’hémoglobine est la méthode de la cyanméthémoglobine. (j’ai crée deux hyperliens pour ce mot)

Le procédé de détection de l’hémoglobine utilise du laurylsulfate de sodium (LSS), un réactif sans cyanure.

Il lyse (les dissocie) les globules rouges et les globules blancs de l’échantillon.

Les groupes hydrophiles Laurylsulfate de sodium peuvent désormais se lier à l’hème (contenant un atome de fer) et former un complexe coloré stable (LSS-HGB pour Hémoglobine)) qui est analysé à l’aide d’une méthode photométrique.

Une Diode Électroluminescente émet une lumière monochromatique, qui est absorbée par les complexes LSS-HGB du mélange.

L’absorbance est mesurée par un capteur photosensible et est inversement proportionnelle à la concentration en hémoglobine de l’échantillon.

Les méthodes photométriques d’absorption sont généralement influencées par la turbidité de l’échantillon (lipémie ou leucocytose).

La méthode LSS-HGB permet de minimiser ces interférences grâce à une dilution au 1/747e.

La méthémoglobine (metHb) est une forme de l’hémoglobine dans laquelle le cation de fer de l’hème est à l’état d’oxydation +3 (ferrique), et non à l’état d’oxydation +2 (ferreux) qui est celui de l’hémoglobine. Elle a une forme bleu-brun. L’action du Lauryl sulfate de sodium transforme l’hémoglobine en méthémoglobine par catalyse des hématies (destruction de leur membrane). Voilà pourquoi vous aurez un article sur les états d’oxydation prochainement.

3.Taux d’hématocrite en %

Le taux d’hématocrite représente le volume occupé par les globules rouges par rapport au volume total dans le sang exprimé en %.

Le taux d’hématocrite représente à peu près 45 % du volume sanguin.

Ce taux est obtenu par centrifugation ce qui permet de séparer les globules rouges des globules blancs du plasma.

Calcul des trois constantes globulaires (attention le terme constante est utilisé à tort)

4. Le volume globulaire moyen (VGM) en microm³ ou fl (femtolitre)

Le volume globulaire moyen mesure la taille du globule rouge et permet de caractériser le type d’anémie à savoir si il s’agit d’une macrocytose (gros globules) ou d’une microcytose (petits globule) La macrocytose est une anémie du au tabac ou à l’alcool. Une microcytose liée à un manque de fer par exemple.

Le volume globulaire moyen se calcule par le taux d’hématocrite(3) divisé par le nombre d’hématies(1). Cliquez sur le lien pour voir les petits ajustements au niveau du calcul.

Mais on peut aussi utiliser la technique suivante :

Quelle est la technique utilisée pour calculer le volume globulaire moyen ?

4.1/La fluoro-cytométrie en flux ou mesure de la cellule par un flux de lumière fluoré

Avec la cytométrie en flux, est examiné les cellules et les particules qui passent par un orifice de comptage très étroit.

Dans un premier temps, un échantillon de sang est aspiré et proportionné, puis dilué pour atteindre une teneur prédéfinie et marqué à l’aide d’un fluorochrome qui se lie spécifiquement aux acides nucléiques.

L’échantillon est ensuite transporté dans la chambre de mesure. L’échantillon est illuminé par le faisceau d’un laser semi-conducteur, capable de séparer des cellules au moyen de trois signaux différents :

  • dispersion frontale de la lumière (FSC : « forward scatter »)
  • dispersion latérale de la lumière (SSC : « side scatter »)
  • fluorescence latérale de la lumière (SFL : « side fluorescence light »).

L’intensité de la diffusion frontale indique le volume de la cellule ; la diffusion latérale fournit des informations sur le contenu de la cellule, telles que la taille du noyau ou les granulations. La fluorescence latérale indique la quantité d’ADN et d’ARN que contient la cellule.

Les cellules ayant des propriétés physiques et chimiques similaires forment une population similaire sur un graphique appelé diagramme de dispersion (scattergram).

5. Teneur corpusculaire moyenne en Hémoglobine (TCMH) (en pg)

Teneur donnant la masse moyenne en hémoglobine contenue dans un globule rouge.

Se calcule par l’hémoglobine(2) divisé par la nombre d’hématies(1).

Cliquez sur le lien pour les ajustements au niveau des calculs

6. Concentration corpusculaire moyenne en hémoglobine (CCMH) (g/dL)

Moyenne de la concentration massique dans un certain volume de globules rouges. Cette moyenne permet de considérer une anémie hypochrome. Mais rien ne remplace l’examen de la cellule au microscope électronique sur une lamelle afin de voir la couleur de la cellule.

Se calcule en divisant l’Hémoglobine(2) par le taux d’Hématocrite.(3)

Cliquez sur le lien pour les ajustements au niveau des calculs

7.Leucocytes

Leukos vient du grec qui veut dire blanc, ces cellules sont spécialisés dans la défense de l’organisme face aux agents pathogènes. Ils font parti de ce qu’on appelle le système immunitaire.

7.1 Polynucléaires neutrophiles en giga/L (occupent 63% du volume sanguin)

On les appelle polynucléaires à tort, ils n’ont pas plusieurs noyaux, mais celui-ci se divise en 3 lobes.

On les appelle neutrophiles car ils sont marqués grâce à un colorant neutre (voir Potentiel Hydrogène → pH). Le potentiel hydrogène, noté pH, est une mesure de l’activité chimique des protons ou ions hydrogène en solution.

Il peut être acide, basique, ou neutre.

Ces globules blancs sont constitués de fines granulations dans le cytoplasme (membrane plasmique de la cellule)

Ce sont des myéloblastes, ils sont issus de la moelle osseuse.

Leur rôle est de s’attaquer à tous les micro-organismes (10⁻6), bactéries, levures, (champignons).

Ils sont attirés vers ces bactéries par chimiotactisme et traversent ainsi les vaisseaux sanguins par diapédèse pour gagner les tissus.

Ils sont attirés également par une fraction de protéines qu’on appelle le système du complément. (Système enzymatique participant à la destruction des antigènes)

Ils ont une capacité à un ingérer des particules étrangères (bactéricide) par phagocytose grâces à leurs granules.

Enfin, ces granules exècrent des substances qui participent à la réaction inflammatoire des tissus ce qui leur permet de recruter d’autres cellules immunitaires et d’autre part de détruire les pathogènes mais qui peut être nocif pour le corps si l’inflammation est trop forte (neurones nociceptifs).

Enzymes contenues dans les granules

Les neutrophiles possèdent trois types de granules qui libèrent leur contenu par dégranulation :

a. Granules primaires (azurophiles)

  • Myélopéroxydase (MPO) : produit de l’acide hypochloreux (HOCl), très bactéricide.
  • Élastase : dégrade les parois bactériennes et les tissus (protéase).
  • Cathepsine G : enzyme antimicrobienne.
  • Protéine liant la vitamine B12 : inhibe la croissance bactérienne.

b. Granules secondaires (spécifiques)

  • Lactoferrine : capte le fer, limitant sa disponibilité pour les bactéries.
  • Lysozyme : détruit les parois bactériennes.
  • Collagénase : intervient dans la dégradation des tissus.

c. Granules tertiaires

  • Gélatinase : dégrade la matrice extracellulaire (migration facilitée).
  • Métalloprotéinases : participent à la migration et au remodelage tissulaire.

7.2 Polynucléaires éosinophiles (en gigal/L) 3 ,5 % du sang humain

Ils sont marqués par un colorant acide rouge, l’éosine.

Noyau à deux lobes

Anti-parasitaire

Anti-allergique

Bon pour les tissus (évite les endocardites, les lésions articulaires, nerveuses, vasculaires)

Ils agissent par phagocytose mais pas anti-bactérienne

7.3 Polynucléaire basophiles (giga /L) 0,7 %

Contient de l’héparine une molécule anticoagulante.

Contrairement à ce qu’on pourrait penser, on l’appelle héparine parce qu’on l’a découverte dans le foie d’un chien mais ce n’est pas le foie qui en contient le plus.

Un excès de ces globules blancs est un mauvais signe, en effet une basocytose sont souvent signe de cancers liés au sang, à la moelle osseuse et des hyperlipidémies.

Contient de l’histamine

Un petit conseil au passage essayez de vous renseigner sur la fonction amine, elle est ultra présente dans la chimie du vivant et de la nature : Dopamine, Histamine, Transaminases, Acide aminés, Vitamines etc…

Amine (petite question a chat-GPT 4o)

Amine (lien Wikipédia, on trouve trois types d’amines)

7.4 Lymphocytes (24,2% du sang)

7.4.1/ Lymphocytes B ou Bone Marrow (Moelle osseuse en anglais)

Comme leur nom l’indique ils se développent dans la moelle osseuse

Portent des immunoglobulines spécifiques (récepteurs d’antigène).

Ces mêmes immunoglobulines vont produire des anticorps en réaction à son antigène complémentaire.

Ils se transforment en plasmocytes c’est à dire qu’ils produisent des anticorps directement dans le plasma sanguin et se divisent en clone par division cellulaire de la cellule mère.

Petit aparté sur le système lymphatique

7.4.2/ Lymphocytes T (Thymus)

Se développent dans la moelle osseuse puis le thymus

Comme les Lymphocytes B les lymphocytes T possèdent des molécules de membrane – récepteurs d’antigènes mais qui doit leur être présenté par une cellule macrophage tel qu’un monocyte ou un autre lymphocyte B. Le macrophage va dégrader l’antigène en les associant à des molécules dites de présentation : les molécules du complexe majeur d’histocompatibilité (C.M.H) C’est ce qui définit la compatibilité pour les greffes.

7.4.3/ Les Lymphocytes T CD4 (Classe de différenciation 4)

Les Lymphocytes T dits helper sont des lymphocytes spécialisés dans la fabrication de cytokines et interleukines, ce sont des cellules spécialisées dans la communication avec d’autres, elles jouent le rôle de médiateur.

7.4.4/ Les Lymphocytes T CD8 (Classe de différenciation 8)

Ces lymphocytes sont dites cytotoxiques, elles ciblent les cellules responsables de cancers et de cellules infectées par des virus, ils jouent un rôle de suppresseur, ils contrôlent la réponse immunitaire

7.4.5/ Les Lymphocytes NK (Tueurs Naturelles)

Ces cellules sont spécialisés dans la réponse immunitaire cytotoxique et par l’intermédiaire des interleukines forment des cellules tueuses activés par lymphokines, on utilise ces cellules dans l’utilisation de certains cancers.

Exploration

Afin de déterminer chaque type de lymphocytes dans le sang on effectue une numération formule sanguine classique mais pour quantifier chaque classe de différenciation par contre on va avoir recours à des molécules membranaires qui réagissent à des techniques d’immunofluorescence. Il existent aussi des études plus complexes qui permettent de déterminer leur réaction face à des signaux d’activation.

Pathologie

Le nombre de lymphocytes dans le sang permet de déterminer si le patient souffre de pathologies, il existe divers maladies liées à un dysfonctionnement des lymphocytes comme les maladies auto-immunes (sclérose en plaques, diabète insulino-dépendant) ou allergiques.

8/ Les Monocytes (8,5%)

Ils sont issus de la moelle osseuse et ce sont la plus grosse cellule sanguine. Leur cytoplasme étendu est bleu clair ou gris. Ils séjournent dans le sang avant de traverser les tissus.

Il intervient dans l’élimination de bactéries, c’est un macrophage qui élimine les hématies âgées. En tant que macrophage il participe à la réponse immunitaire et aide le travail des lymphocytes T pour dégrader l’antigène.

Il transforme les particules étrangères en peptides antigéniques.

9 / Plaquettes ou Thrombocytes

Les plaquettes sont les principaux agents de coagulation du système sanguin.

Dépourvues de noyaux

Provient des mégacaryocytes grandes cellules de la moelle osseuse.

Elles mesurent entre 2 et 4 micromètre et leur longévité dure 7 jours.

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La Réplication de L’Acide Désoxyribonucléique

Il y’a maintenant plusieurs années je m’étais intéressé à la réplication de l’ADN et à son fonctionnement, je voulais vous synthétiser dans un petit article comment fonctionne cette double hélice essentielle au plus profond des cellules de notre corps.

Dans les bras de nos chromosomes, les télomères se trouvent nos gènes dans lesquels se trouve une structure à double hélice, j’ai nommé l’acide désoxyribonucléique.

Cherchons dans un premier temps un peu à analyser la structure orthographique de ce mot : désoxy peut faire penser à l’atome d’oxygène en moins, ribo peut faire penser au ribosome mais surtout à la ribose ou encore ribose.

Nucl, veut dire le noyau.

Cet acide est composé de quatre bases : l’adénine, la guanine, la thymine et la cytosine.

Etudiez les bases nucléiques, c’est fondamental pour comprendre l’ADN, il existe deux types de bases, les bases puriques et les bases pyrimidiques, la grande différence entre les bases est le nombre de liaisons dans l’espace, une base pyrimidique forme 1 à 6 liaisons atomiques dans l’espace, une base purique en forme 1 à 9.

Alors comment ça marche ?

L’Acide a la forme d’une double hélice.

Voici le schéma que j’ai amélioré pour vous aider à comprendre, une petite explication s’impose. 5 et 3 sont les deux chiffres magiques qui vont déterminer le sens de lecture et le sens de synthèse.

La synthèse du brin de réplication(brun synthétisé) se base sur la lecture du brin inverse (brun matrice) dans le sens des extrémités 3 à 5, du 3ème atome de carbone qui forme le sucre ribose jusqu’au 5ème jusqu’à la liaison avec le phosphate.

Petit aparté, le phosphate est un ion phosphore oxydé par 4 atome d’oxygène et tous les composés qui se terminent par ate subissent l’effet de l’oxydation.

J’ai amélioré un graphique en deux dimensions ce qui n’est pas tout à fait convenable pour expliquer la structure en double hélice mais cette amorce va vous aider à comprendre le principe. J’ai numéroté tous les atomes de carbone pour vous aider à comprendre le sens de réplication.

Donc pour reprendre on veut synthétiser le brun gauche qui commence par la base Adénine (en vert) on sait que l’extrémité est 5, de l’autre côté le brun inverse de par la structure en double hélice, l’extrémité est 3 en haut donc le brun gauche va commencer par lire l’information (phase 1) puis la synthèse commence (phase 2).

(phase 3) Par la suite on lit le brun gauche en partant du bas dans le sens 3 à 5 à nouveau

( brun matrice) pour synthétiser le brun droit dans le sens 5 vers 3 (phase4)

L’ADN Ligase (lien catalyseur) est une enzyme qui va permettre aux bases respectives de se lier et de former l’acide.

Alors c’est bien gentil mais comment ca peut marcher aussi bien, il faut bien un début et une fin pour lire l’information et synthétiser ? Et bien vous avez raison L’ADN Polymerase qui est l’enzyme qui amorce la réplication va avoir besoin des fragments d’Okazaki.

En effet lors de la réplication compte tenu de ce que nous avons déjà expliqué, nous ne pouvons répliquer les bruns simultanément par magie donc nous allons avoir un brun précoce qui sera répliqué et un brun tardif qui sera répliqué de manière discontinue grâce aux fragments brun bleu du bas.

Fragments D’Okazaki

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Le tableau périodique quantique et les propriétés chimiques du mercure

Lors de mon précédent article sur le tableau périodique de la physique classique que je vous avais présenté, je vous avais dit que je souhaitais approfondir mes recherches sur ce monument de science réalisé par Mendeleïev et bien aujourd’hui, nous allons attaquer la version quantifiée (de la physique des quantas).

Accrochez-vous parce que ce n’est pas si intuitif et il y’a des termes à approfondir dans un premier temps, en voici une liste.

1/Tableau Périodique

2/ Orbitale atomique

3/ Nombre quantique n

4/ Sous-couches électroniques

5/ Nombre quantique secondaire L (Bloc)

6/ Nombre quantique magnétique ml

7/ Nombre quantique magnétique ms

8/ Règle de Kechklowski

Je vous ai préparé un tableau qui essaie de représenter ces concepts plus visuellement que ce que l’on trouve sur Wikipédia.

Ce qu’on remarque en premier lieu comparé au tableau de physique classique c’est que nous avons deux fois moins de cases. Les éléments ne sont plus représentés mais laissent place à des couches et des sous-couches électroniques.

Essayez de zoomer ou de télécharger mon tableau pour le comprendre.

Nous n’avons donc plus 118 éléments mais une correspondance entre orbitales, couches, sous-couches et blocs définies par 59 cases : une case est une sous-couche, une couche est une ligne ou période.

Les couches sont représentées par le nombre quantique N qu’on peut aussi appeler période ; pour essayer de réconcilier le tableau de la physique classique et le tableau de la physique quantique. C’est ce que j’ai essayé de faire dans ce tableau.

Le nombre quantique N représente l’énergie de l’électron en fonction de sa place sur l’orbital, le nombre quantique L représente le moment angulaire de l’électron c’est à dire sa position sur l’orbital.

D’autre part les blocs (en bas sur mon tableau) sont représentés par le nombre quantique secondaire L dit azimutal :  0 ≤ ℓ ≤ n – 1. Cela vient du terme en astronomie azimut.

Révisons un petit peu le tableau périodique classique :

Tableau périodique classique :

Tableau périodique quantique :

Comme je l’ai déjà écrit nous n’avons donc plus 118 éléments mais une correspondance entre orbitales, couches, sous-couches et blocs définies par 59 cases.

N est le nombre quantique qui représente le nombre de couches électroniques de l’atome, la période c dite classique reprend les couches du tableau périodique classique.

A gauche vous avez le nombre d’électrons total par période, blocs, orbitales, couches et sous-couches, En quantique on fonctionne toujours par pair, la première sous-couche 1S(harp) compte 2 électrons. 

Prenons la deuxième couche, elle compte 4 sous-couches 2S(harp) 3 sous couches 2P(rincipal) qui totalisent 8 électrons.

Pour vous expliquer comment les électrons se répartissent parmi ces couches

On va commencer par faire un petit calcul de configuration électronique pour un élément très important en médecine pour prendre la tension cardiaque systolique et diastolique : le Mercure de symbole atomique Hg.

Si on compare les deux tableaux on a un atome de mercure en position 80 (numéro atomique= nombre de charges = nombre d’électrons) en physique classique ce qui correspond à la case 5d(iffuse ) du bloc L2(moment angulaire) pour 5 orbitales dans les métaux dits de transitions.

On sait comme en physique classique que pour calculer la configuration électronique d’un élément chimique, il faut se reporter au gaz stable rare le plus proche en dessous dans le tableau périodique, dans notre cas précis c’est le Xénon.

Le Xénon [Xe] à un numéro atomique de 54 donc nous avons deux solution pour calculer la couche électronique du Mercure Hg

1ère méthode : partir du gaz rare stable le plus proche

On part du Xénon et on va déterminer 80 électrons (mercure)-54 électrons(Xenon) = 36 il nous reste 36 électrons à placer.

Partez maintenant de la sous-couche correspondant à la place du mercure 5d(iffuse) à prendre les 3 sous-couches du Mercure en partant vers la gauche sur le tableau : 4f14+ 5d10 + 6s2 soit (14+10+2) électrons = 36.

54([Xenon])+36 = 80 (numéro atomique, nombre de charges(protons et électrons)).

Pour récapituler la configuration électronique est : [Xenon] 54 + les sous-couches 4f14+5d10+6s2

Mais alors comment repérer les électrons de valence avec cette notation ? : C’est simple ce sont les électrons associés à la couche du numéro atomique N le plus élevé car c’est la couche la plus éloignée du noyau atomique.

Dans notre exemple le Mercure a bien la couche 6s2 de nombre quantique 6 est celui qui va délimiter le nombre d’électrons sur la dernière couche N6 ou de période P = 2.

2ème méthode pour disposer la configuration électronique à partir du tableau quantique, on va utiliser la méthode de Kachlowski reportez-vous bien au tableau pour voir le nombre d’électrons associés à chaque bloc :

On va remplir d’abord la première case du tableau :

1/ D’après la méthode de Kachlowski on remplit d’abord la couche et la sous-couche 1s(harp), ce qui nous donne 2 électrons.

2/ Ensuite on remplit la sous-couche de la deuxième couche 2s(harp) ce qui nous donne encore 2 électrons.

3/ Ensuite on remplit deux sous-couches de deux couches différentes : 2p(rincipal) et 3s(harp) ce qui nous donne 8 électrons.

4/ Ensuite on remplit deux autres sous-couches de deux couches différentes : 3p(rincipal) et 4s(harp) ce qui donne encore 8 électrons.

5/ Ensuite on remplit 3 sous-couches de 3 couches différentes 3d(iffuse), 4(principal), 5s(harp) ce qui nous donne 18 électrons.

6/Ensuite on remplit 3 sous-couches de 3 couches différentes 4d(iffuse), 5(principal), 6s(harp) ce qui nous donne 18 électrons.

7/Enfin on remplir 2 sous-couches de 2 couches différentes 4f,5d. ce qui nous donne 24 électrons

Voici un autre graphique pour utiliser la méthode pour utiliser la règle de Kachlowski :

Vous avez compris ? Moi cela m’a pris un peu de temps, cela demande patience et application.

Je reviendrais plus tard compléter l’article en rapport aux orbitales, au nombre quantique magnétique noté ml et le nombre quantique magnétique de spin(rotation de l’électron).

Je vous ai mis les liens au début de l’article, a vous de les approfondir.

Ce qui m’intéresse maintenant c’est de vous détailler les propriétés chimique d’un élément en particulier le Mercure et dans ses moindres caractéristiques.

MERCURE (HG) 80

Note : Mercure est un élément physique de symbole Hg, de numéro atomique 80 (nombre de protons et d’électrons) il est communément appelé Argent rapide (Quicksilver). Mercure est l’unique élément qui est liquide à des conditions standards pour la température et la pression. Le seul autre élément qui est liquide dans ces conditions est le brome.

Il a été découvert par les égyptiens.

Spectre d’émission : le mercure émet des ondes électromagnétiques donc des ondes de lumière visibles intensément dans le bleu et aussi dans le vert.

Propriétés classiques

Poids Atomique ( Masse atomique relative) : 200.592560642052 (g/mol)

La force de l’attraction terrestre sur l’atome en g/mol

Un petit point par rapport à la mole noté mol, c’est une unité du système international noté SI qui quantifie le nombre de molécules dans une entité et qui est basé sur la constante d’Avogadro. ( En mathématiques une constante est le contraire d’une variable )

Densité absolue : 13.5336 (g/cm3)

Masse par rapport au volume d’un corps

Point de fusion : -38.83°C = 234.32 K = −37.89 °F

Le point de fusion est le point auquel l’élément change de phase en passant de l’état solide à l’état liquide. Il dépend aussi de la pression mesuré en atmosphère ou kPa (kilo pascal)

Point d’ébullition : 356.73°C= 674.11 F° = 629.88 K

Groupe Atomique : IIB

Le mercure (Hg) est un élément chimique classé dans le groupe IIB du tableau périodique, ce qui correspond aujourd’hui au groupe 12 selon la numérotation moderne de l’IUPAC. (chimie appliquée) Historiquement, la notation IIB vient de l’ancienne classification périodique utilisée dans certains pays (notamment les États-Unis), où les groupes étaient divisés en A (éléments représentatifs) et B (éléments de transition).

Valence : I, II 1 ou 2 atomes seulement peuvent participer à des liaisons covalentes.

(Nombre d’électrons sur la couche externe pouvant participer à une liaison chimique)

Période : 6 (couche P dans le tableau)

Block : d-block veut dire diffuse bloc dans le tableau périodique quantique (voir le tableau périodique quantique que j’ai réalisé) En effet il est à la position 5d dans les métaux dits de transition.

L’ion mercure :

L’ion mercure est chargé deux fois Hg2+. Comme je l’avais pensé, cela est du à la perte des deux électrons de la dernière couche externe dite de valence ainsi l’avant dernière sous-couche va être dans un état méga stable avec 10 électrons remplie 5d(iffuse).

Les états d’oxydation :

Voici un point sur lequel je vais m’arrêter longuement, on a abordé dans mes précédents articles sur le tableau périodique classique et les différentes représentations moléculaires : les liaisons covalentes ou les électrons sont échangés entre les atomes pour former une molécule tout aussi neutre grâce aux électrons de valence.

Mais ces liaisons covalentes ne sont qu’une partie de la chimie, en effet la plupart des autres composés obéissent à des liaisons électro-ioniques ou les électrons ne sont pas échangés mais transférés par électronégativité.

Voilà qui mérite un article à lui seul mais sachez que les états d’oxydation pour un atome dans un composé ionique peuvent aller de -5 à +9 en passant par 0. Ces états ne veulent pas dire que le composé est chargé électriquement ou négativement mais cela représente une valeur scalaire des atomes d’oxygène ou d’hydrogène dans un composé.

Je décrirai toutes ces règles dans un autre article mais sachez que pour le mercure d’après mon tableau périodique avancé, l’atome Hg peut avoir l’état 0, +1, +2, +4.

Le potentiel d’ionisation

Le potentiel d’ionisation est l’énergie qu’il faut induire à l’atome pour expulser un électron et donc créer un déplacement : 10.438 eV(électron volt)

Le rayon de l’atome : 171(picomètre) soit (10^-12)

Le rayon de covalence :138 (picomètre)(10^-12)

Le rayon de covalence est le rayon de la liaison chimique.

Le rayon de Van Der Waals :209(picomètre (10^-12)

Je vous renvoie à la définition si vous voulez approfondir mais ce qu’il faut savoir c’est que c’est la plus petite approche d’un atome par une sphère donc potentiellement un autre atome.

Van Der Waals 1837-1923

Propriétés Electromagnétique

Conductivité électrique : 1040582.72632674 S/m

Exprime la capacité du matériau à conduire les électrons. Réciproque de la résistivité.

L’unité utilisé que je ne connaissais pas est le (S/m) Siemens par mètre Werner Von Siemens est le nom d’un ancien physicien qui s’intéressait de près à la conductivité du mercure.

On comprend mieux pourquoi une marque porte son nom (Note pour moi-même, a expliquer à nos enfants pour les aider à développer leur pensée)  

Werner Von Siemens 1816-1892

Type électrique : Conducteur

Le point de superconduction :

Il s’agit du point auquel la résistance disparait et le champ magnétique est expulsé. (train Hyperloop) Température proche du zéro absolu.

-269.0°C = -452.2°F = 4.15K

Type Magnétique : Diamagnétisme

Le préfixe dia, veut dire à travers, cela explique pourquoi dans nos anciens sphygmomanomètres le mercure sert à mesurer la pression artérielle systolique et diastolique. Il émet un champ magnétique extérieur opposé ce qui le transforme en instrument de mesure de la pression.

Un tensiomètre électronique fonctionne de manière automatisée, principalement grâce à la méthode oscillométrique.

Susceptibilité Magnétique du volume : -2.84 . 10^-5 (m^3/mol)

Susceptibilité Magnétique de la masse : -2.1 . 10^-9 (m^3/mol)

Susceptibilité Magnétique molaire : -4.21 . 10^-10 (m^3/mol)

Résistivité :

Capacité de résistance de l’atome à l’électricité mesuré en Ω . cm :

9.61 par 10^-7 (Ω . m) (lettre grecque Omega)

Propriétés Thermodynamique

Phase : Liquide

Etat de la matière selon des variables standard de température et de pression. Se dit aussi pour des ondes superposés.

Enthalpy de fusion :

L’enthalpie de fusion anciennement appelée la chaleur de fusion est une fonction que je ne connaissais pas mais qui permet de regrouper en une seule équation toutes les variables thermodynamiques d’un matériau. Les trois variables sont l’énergie interne, la pression et le volume.

Chaleur Spécifique :

139.5 (J/kg . K)

La chaleur spécifique est la capacité thermique d’un matériau rapporté à sa masse exprimé en Jouls/kg par Kelvin.

Expansion thermique :

L’expansion thermique est la capacité du matériau à augmenter en longueur, surface ou volume sous l’effet de la chaleur.

60.4 . 10^-6(C°^-1)

La Chaleur de vaporisation :

59.11 (kJ . mol)

Chaleur pour laquelle le liquide se transforme en vapeur

Paramètres cristallins

J’ai toujours pensé que la cristallisation était une des quatre opérations importante de la nature avec l’ionisation, la polymérisation, et la polarisation.

Les paramètres cristallins, aussi appelés paramètres de maille, sont des grandeurs utilisées pour décrire la maille d’un cristal. On distingue trois longueurs (a, b, c) et trois angles (α, β, γ) qui déterminent entièrement le parallélépipède qu’est la maille, élémentaire ou multiple.

Les paramètres a, b et c sont mesurés en Angstrom en nanomètres (nm), parfois en picomètres, et α (alpha), β (Beta)  et γ (Gamma) en degrés (°).

L’Angstrom est une unité juste en dessous du nanomètre c’est à dire 10^-10m

1ere phase crystalline

Forme du Crystal : Rhomboèdre

longueurs :

a (hexagonal)=3.464 A c (hexagonal)=6.708 A

Attitude : 1.94

Le mercure peut avoir deux paramètres de maille car il peut exister sous plusieurs phases cristallines, et l’une d’elles peut avoir une maille non cubique, nécessitant deux paramètres pour la décrire (ex. : a et c dans une structure hexagonale).

2ème phase cristalline

Forme du Crystal :

Le cube corps centré

Propriétés :

a = 3.995 A c = 2.825 A

Debye température :

En thermodynamique et pour la physique des états solides, le modèle de Debye est une méthode développé par Peter Debye pour estimer la contribution du phonon (son) à la chaleur spécifique. Il permet de traiter les vibrations du réseau cristallin de l’atome comme les phonons dans une boite contrastant avec l’effet photoélectrique d’Einstein qui traite du solide comme de nombreux oscillateurs harmoniques quantiques individuels et non interactifs.

Propriétés du matériau

Conductivité Thermique : 8.3 (W/mK)

La mesure qui permet de conduire la chaleur mesuré en Watt par milli (10^-3) Kelvin.

Transmission de la vitesse du son : 1451.4 (m/s)

La vitesse à laquelle le son se propage à l’intérieur du matériau.

Index de Réfraction :1.000933

Modification du chemin de la lumière par son passage dans le matériau

Poisson Ratio :

En science des matériaux, le ratio est un rapport à deux dimensions, il exprime la déformation perpendiculaire par la pression mesuré par le symbole ν (nu)) . Il est défini comme le ratio d’une augmentation de la pression infinitésimale qui a pour résultat une décroissance du volume.

Bulk modulus :

Mesure noté K modulaire de la résistance du matériau à n’importe quelle pression.

Shear modulus :

En science des matériaux, le module de cisaillement ou le module de rigidité, noté G, ou parfois S ou μ, est une mesure de la raideur élastique d’un matériau et est défini comme le rapport entre la contrainte de cisaillement et la déformation de cisaillement 

Propriétés Réactives

Electronégativité : 2

L’électronégativité est une quantification de la force d’attraction des atomes sur les électrons qui vont participer à la liaison chimique pour se lier à d’autres atomes.

Cliquez sur le lien pour voir le tableau périodique de l’électronégativité.

L’affinité Electronique : -48.0 kJ/mol

L’affinité électronique est l’énergie libérée par un électron lors de la liaison chimique.

Radioactivité : Non

Emission d’onde radio du matériau

Demi-vie : (Aucune car pas radioactif)

Autres propriétés :

Section Efficace des Neutrons : 374 barn

En physique nucléaire la section efficace des neutrons est utilisé pour décrire l’interaction entre un neutron et une autre particule à noyau.

Barn : est une unité de mesure de surface plus petite que le femtomètre (unité la plus petite du système métrique classique 10^-15) donc très utile pour le calcul quantique.

Densité liquide :

13.534 (g/cm^3)

Echelle de Mohs : None

Dureté de Vickers : None

Dureté de Brinnel :

Molar volume :

0.0000148213 (cm^3/mol)

Exercice :

Enfin pour terminer, faisons un petit exercice, cherchons à comprendre comment calculer les ions dérivés de l’atome de fer Fer.

Le Fer est un métal de transition dont le gaz rare stable le plus proche est l’argon. La configuration électronique [Ar]=18 3d6,4s2.

On ne peut pas déterminer les ions monotomiques des métaux en transition à partir du simple tableau périodique classique. Pourtant, on sait que l’atome de Fer se dérive en deux ions Fe2+ (Ferreux) et Fe3+(Ferrique). Mais alors ?

Comment fait-on pour déterminer ces ions par une simple lecture : en effet on sait que le fer à une couche de valence avec deux électrons, donc si on retire les deux électrons de valence on obtient le premier ion Ferreux Fe2+.

Il s’agit de la sous-couche 4s(harp)2 dont on va retirer les deux électrons.

Mais quid de Fe3+ ? Et bien c’est là que le tableau périodique en rajoutant une variable d’orbitale va permettre de déterminer l’ion Fe3+.

En effet on sait que la sous-couche 3d6 qui contient 6 électrons au lieu de 10 pour respecter l’équivalence atomique, l’orbitale par contre est de 5. Donc en retirant un électron de la sous-couche 3d6 cette sous-couche va se stabiliser puisque le le nombre d’électrons sera le même que l’orbital

Vous avez compris ? Enfin je remercie mon ami russe qui a réalisé ce tableau périodique pour moi que je consulte sur mon IPHONE américain. Paix pour un monde meilleur. 😊

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Les différentes représentations moléculaires

Qu’est qu’un cycle?

Toute forme représentant un hexagone fermé est un cycle, par exemple le carbone lié par des liaisons covalentes comme ceci en est un.

Une molécule est une liaison d’atomes. Chaque sommet de l’hexagone représente un atome de carbone s’il n’y a pas d’autre dénomination symboles du tableau périodique ou composé moléculaire. (Un cadeau pour celui qui cliquera 3 fois sur les trois liens hexagone : hexagone , hexagone).

Sur ce cycle on voit un hexagone de 6 atomes de carbones en noirs liées chacun à 6 atomes d’oxygènes en périphérie.

Exemple de cycle : la Mésomérie du benzène

Un rond dans un cycle permet d’aborder Cycle avec des liaisons doubles supplémentaires positionnables à n’importe quel endroit de l’espace. On parle aussi de résonance.

Sur les encyclopédies en ligne : vous trouverez beaucoup de molécules représentés sous forme d’hexagone ou de pentagone, l’hexagone est le cycle (dans lequel l’oxydation et l’entropie sont diminuées.)

Le pentagone quant à lui est le sucre, ou aussi appelé « ose » composant de la chimie organique essentiel à la nature et à l’humanité (réplication de l’ADN (ribose, désoxyribose) glycoprotéine, glycolyse, métabolise l’énergie au sein des mitochondries dans tout les corps cellulaires.

On peut noter que cela facilite la mémoire visuelle et la mémoire des formes.

La représentation de CRAM

Il existe plusieurs représentations dans le plan et son espace, certaines molécules peuvent être situées en arrière ou d’autre en avant du plan.

Un trait simple indique une liaison dans le plan.

Un trait plein en forme de triangle de la liaison entre le carbone et l’hydrogène indique une liaison entre les deux atomes légèrement en avant du plan et les triangles en pointillés indique une liaison en arrière du plan.

Cela permet de représenter les molécules dans une fausse 3D et laisse place à notre pensée visuelle.

Des représentations en 2D volumétrique et une couleur pour chaque atome en rouge sont aussi efficaces l’oxygène, en violet le nitrogène, en blanc l’hydrogène, en gris/noir pour le carbone.

La projection de Haworth

Dans le plan les traits les plus épais indiquent une position spatiale plus proche par rapport au lecteur, un trait plus fin au contraire une distance proximale plus éloignée.

La projection Haworth est un moyen simple de représenter une molécule de sucre (ose)

On remarque que c’est par l’atome d’oxygène O du composé OH que la liaison se fait.

Ou bien par l’atome de Carbone du composé CH2OH.

La projection de Fischer

Dans la projection de Fischer la place centrale est réservée au carbone, c’est le squelette ou l’armature de la représentation.

La Formule brute

Ex : C2H6O 

Indispensable mais reprend pour ainsi dire les lettres des éléments du tableau périodique avec une valeur numérique qui définit le nombre d’atomes, d’anion ou de cation de chaque composé moléculaire. Il s’agit toujours de regarder la formule brute en premier lieu.

Je complète aujourd’hui cette article pour vous montrer comment deviner le nom d’une molécule à partir de sa formule brute, en effet c’est un bon exercice pour travailler votre intelligence sachez qu’il existe cinq composés différents que l’on peut déterminer : Ionique (+ ou -), covalents, oxyde, hydrate, acide sachant que des oxydes ou acides peuvent être covalents. (A compléter plus tard).

Formule développée plane : représente toutes les liaisons en détail, couteux en termes de temps et rébarbatif, à utiliser au début lorsque l’on débute en chimie.

Formule Semi-Développée :

Ne représente que certaines liaisons de composés moléculaires peut s’exprimer orthogonalement (des deux côtés) voir mon article sur l’influx nerveux.

Formule développée

Permet de représenter la formule dans l’espace, en 2 ou 3 dimensions ce qui est très pratique pour différencier les isomères. Un isomère étant comme son nom l’indique des molécules qui ont la même formule brute.

Mettre en avant des atomes liés particuliers, l’exemple de la xanthine :

Voici la formule de la Xanthine, les sommets qui ne sont pas représentés sont des atomes de carbone. A partir d’une formule brute on peut compléter cette représentation.

Vous remarquerez que les atomes d’azote du composé NH appelées en anglais Nitrogène sont mis en avant par rapport à son atome d’hydrogène pour bien montrer le nitrogène est lié 2 ou même 3 fois à chaque fois.

La structure de Lewis

La structure de Lewis permet de représenter pour chaque atome. Les électrons sur la dernière couche externe ainsi que les électrons de valence et j’en ai déjà parlé sur mon article du tableau périodique, ce sont les électrons qui participent à la liaison chimique lors de liaisons covalentes.

Malgré ses limites formelles, la représentation de Lewis est très utilisée en chimie organique pour préparer les mécanismes réactionnels.

Au niveau de l’atome :

Lewis est utilisé soit au niveau de l’atome en lui-même soit à un degré plus haut au niveau de la molécule. Commençons par l’atome, par une simple lecture du tableau périodique (voir mon article) vous pouvez savoir combien d’électrons sont sur la couche externe.

On sait qu’un atome de nitrogène a un numéro atomique de 7 donc sur ses 2 couches : K2 L5.

A partir du moment ou un atome a plus de quatre électrons sur sa couche externe on lie les électrons par deux sous forme d’un trait. (Doublet non liant). Un doublet est stable alors qu’un électron célibataire est réactif.

L’atome de soufre qu’on verra plus loin au niveau de la molécule a 6 électrons sur sa dernière couche et peut avoir 2, 4, ou 6 électrons de valence donc on peut faire 3 doublets non liants.

Nous allons voir par la suite que la structure de Lewis est très utile pour calculer les états d’oxydation domaine de la chimie inorganique sauf pour les composés cristallins(solides) que j’expliciterai dans mon article sur le tableau périodique quantique pour les propriétés du Mercure.

Au niveau de la molécule :

1/Acide Sulfurique  

La formule de Lewis au niveau de la molécule a l’avantage de montrer les doublets non liants c’est à dire les électrons sur la dernière couche qui ne participent pas à la liaison chimique.

Partons de la formule brute du pour notre première molécule c’est-à-dire l’acide Sulfurique (Soufre) :      

Formule brute : H2 S O4 : 2 atomes d’Hydrogène 1 atome de Souffre et 4 atomes d’Oxygène

On sait qu’un atome de souffre qui est l’atome clé de notre composant a un numéro atomique de 16 dans le tableau périodique soit un nombre de charges (nombres de protons (+) et d’électrons (-) de 16 (Je rappelle que l’atome est neutre) 

 Donc sur les 3 couches :

 K L M (la règle du duet (2) sur la couche K s’applique sur la première couche,

La règle de l’octet (8) L sur la deuxième couche

La configuration électronique de la 3ème couche M est donc de 16-8-2 = 6

On doit donc respecter 6 liaisons pour l’atome de Soufre.

On a dû casser les doublets non liants de l’atome de souffre ce qui veut dire que cette représentation au niveau atomique et on remarque à chaque fois 2 doublets non liants soit 4 électrons pour l’oxygène.

L’Oxygène à un numéro atomique de 8 donc on a 2 électrons sur la couche K et 6 sur la couche L donc 6 électrons de valence également alors qu’il n’a que deux couches.

2/ Composé organique(Carbone)

Molécule d’Ethanol

Un atome de carbone peut avoir 2 ou 4 électrons de valence, un atome d’hydrogène a 1 électron de valence. Un atome d’oxygène en a 2 mais a 6 atomes sur sa dernière couche donc il aura deux doublets non liant.

3/ Composé ionique

Ion Positif dans la structure de Lewis.

Ici le composé moléculaire est formé de 3 atomes d’hydrogène avec un seul électron de valence sur la couche K (1) et pour l’oxygène on a 6 électrons sur la dernière couche K (2) L (6).

On voit qu’il a déjà 3 liaisons électroniques avec des atomes d’hydrogène.  Un doublet non liant plein et un doublet non liant vide (ou cassé).

Ce doublet non liant vide représenté en blanc veut dire qu’un électron s’est libéré pour transformer l’atome d’oxygène en ion positif.

Enfin pour finir je vous parlerai de chimie organique et donc notamment de la chimie du carbone, d’azote aussi appelé nitrogène, de chlore et de brome. par opposition à la chimie des minéraux.

Les notations internationales chimiques

Il existe des notations qui permettent de mieux comprendre comment s’agencent les molécules sur le plan atomique.

Vous trouverez dans la version Anglaise de Wikipédia bien plus riche en termes de contenu que la version française quant à la terminologie de ces nomenclatures.

Je compléterai cet article car elles obéissent à des règles complexes qui ont notamment été établies par l’union internationale pure de chimie appliquée (IUPAC), je pense notamment à la forme structurale.

Enfin pour finir voici une petite liste des logiciels que vous pouvez utiliser sur ordinateur pour représenter des molécules :

Voici quelques solutions (gratuites pour la plupart) qui transforment automatiquement un simple nom (ou formule/IUPAC/SMILES) en modèle 3D manipulable ; elles couvrent aussi bien les molécules discrètes que les composés ioniques cristallins :

OutilOù ?Ce qu’il suffit de fairePoints forts / limites
MolViewWeb (molview.org)Tape le nom (« caféine », « chlorure de sodium », etc.) dans la barre de recherche ➜ le viewer charge la structure PubChem et l’affiche en 3D (bouton « 3D » ou « 2D → 3D »).Extrêmement rapide, aucune installation, export .mol/.pdb possible. Modèles cristallins simplifiés pour les solides ioniques. MolView
PubChem 3D ViewerWeb (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)Recherche ton composé ➜ onglet 3D conformer ➜ visualisation interactive, téléchargement (SDF, PDB).Base de données géante ; propose plusieurs conformères + génération d’images HD. PubChem
ChemSpiderWeb (chemspider.com)Recherche par nom ➜ clic sur « 3D » (JSmol) pour manipuler la molécule.130 M structures issues de multiples sources ; export facile. chemspider.comblogs.rsc.org
WebQC 3D Molecular ViewerWeb (webqc.org)Entrer directement la formule ou le nom, valider.Dépannage ultra‑léger ; pas d’options avancées. webqc.org
Avogadro 2Logiciel (Windows/Linux/macOS)Menu : Build → Insert → SMILES/IUPAC Name ou Extensions → Import → PubChem…Open‑source complet : édition, optimisation géométrique, rendu publication. Idéal hors‑ligne. two.avogadro.cc
Jmol / JSmolLogiciel & librairie WebOuvre le fichier récupéré (mol, cif, pdb, etc.) ou intègre JSmol dans ta page HTML pour charger par nom via scripts.Libre, scriptable ; gère molécules, biomolécules et cristaux. jmol.sourceforge.net
Materials ProjectWeb (materialsproject.org)Cherche le solide (ex. « NaCl » ou mp‑25260) ➜ Interactive Crystal Structure pour la maille 3D.Parfait pour composés ioniques/cristaux : maille, plans, propriétés ab initio. Compte gratuit requis. next-gen.materialsproject.org
RCSB PDB Mol*Web (rcsb.org/3d-view)Pour biomolécules (protéines, ADN) : saisie du code PDB ou nom, visualisation immédiate.Puissant pour macromolécules, superpositions, surfaces, etc.
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Lecture : IA Génératives/Pas Créatives

Voici un livre qui vient de paraître et qui met en perspective beaucoup de choses face à l’engouement suscité depuis 2 années par les IA Génératives, je veux parler notamment de ces LLM pour Large Language Modèles qui sont proposés via les interfaces et produits d’Open AI, Google, Anthropic, Facebook, tels que Chat GPT, Claude, LLAMA.

Il y’a quelques temps je regardais une interview de Yann Lecun autre éminent chercheur en IA de la R&D de Facebook dont j’ai lu certains livres qui disait « I am not interested in LLM anymore ». En effet, à la lecture de ce livre de Luc Julia, co-créateur de votre agent conversationnel Siri sur vos IPHONE, on comprend mieux son propos.

En effet, Luc Julia docteur en Informatique franco-américain passé par le MIT et le CNRS entre autres (biographie ici) déconstruit le mythe selon lequel on verrait en ces IA un moyen de parvenir à l’AGI, l’intelligence artificielle générale qui se substituerait à nous les êtres humains.

Le livre commence par la genèse de ce syntagme trompeur « intelligence artificielle » en 1956 au séminaire scientifique de Darmouth dont je vous ai déjà parlé dans mon article sur les sciences cognitives et cite leurs grands frères : les Système Expert : IA en vogue dans les années 1970.

Il s’agit tout simplement pour nous humains d’Intelligence augmentée et nous assistons tout simplement à un effet d’échelle.

Concrètement ce qui n’était pas possible il y’a encore quelques années pour des raisons technologiques (Transformers (le T de GPT) développé par DeepMind (Google), logistiques (Big Data (GAFAM) et techniques (puissance de calcul(NVIDIA)) fais partie d’une évolution logique. Internet s’est démocratisé, les GAMMA comme les appelle le Dr. Julia et OPEN AI dont le capital appartient à 49% à Microsoft depuis peu ont pu en accumulant des profits gigantesques développer leurs infrastructures, (Data Center, CPU, GPU) pour entrainer leurs modèles sur toujours plus de données stockées sur Internet et leurs serveurs (Cloud, Réseaux Sociaux, Presse…) pas toujours obtenues légalement d’ailleurs…

Sachez que ces IA Génératives ne sont rien sans le prompt, les LLM sont conçus pour deviner votre prochain mot (système de token). Le Docteur Julia explique que ces IA ne sont pas intelligentes, et ne sont pas créatives, elles sont un outil nouveau qu’il va falloir maîtriser avec lequel on va devoir s’adapter pour améliorer notre productivité. D’autre part il démystifie aussi l’idée comme quoi les LLM et le Deep Learning statistique sont des boites noires, en effet leurs Créateur et le terme est important dans le livre savent très bien comment elles fonctionnent.

Maintenant qu’on a dit ça, le point le plus intéressant du livre est toute sa dimension éthique et écologique. En effet on apprend la puissance de calcul et donc électrique pour entrainer un modèle mais aussi que lorsque CHAT GPT génère 100 mots à la suite d’une requête, 4 à 5 litres d’eau douce et propre sont consommées pour refroidir les GPU des Datacenter. Ainsi Dr. Julia ne voit aucun avenir pour ces technologies sur le long terme et tous ces investissements massifs (plan STARGATE 600 milliards pour les américains) (109 milliards pour la France) posent question.

Je comprends mieux à titre personnel pourquoi je vois des personnes comme Jean Marc Jancovici s’agacer de tous ces investissements quand il est obligé de faire du crowdfunding pour son projet de décarbonation du pays. (The Shift Project)

En résumé Luc Julia pense que la solution et de développer des IA spécialisées(RAG-Fine Tuning) dans les entreprises, moins couteuses (frugalité) plus performantes pour une tâche donnée que ces IA Génératives et généralistes accessibles au grand public nouvelle invention des GAFAM pour accentuer leurs pouvoir et emprise sur les citoyens.

Je vous recommande vivement l’achat de cet ouvrage qui vient de paraître et dont je n’ai abordé que quelques points parmi tant d’autres qui me semblaient importants.

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La Guerre de l’Information

                                                    

Voici un livre paru en au milieu de l’année 2023 que j’ai trouvé pertinent et enrichissant. Pour peu que vous ayez eu des cours d’intelligence économique lors de votre cursus universitaire qui prédisaient avec l’avènement d’Internet et des technologies de l’information un nouveau type de guerre, ce livre en détaille tous les aspects et a le mérite de vous faire perdre vos illusions et notre idéalisme quant aux réseaux sociaux.

Derrière chaque invention révolutionnaire, il y’a toujours une bonne et une mauvaise utilisation, Internet n’échappe pas à la règle et sa déclinaison le web non plus.

S’il permet l’accès gratuit à la connaissance et représente un véritable enjeu d’égalité des chances David Colon chercheur à Sciences Politiques et membre d’un groupement de recherches au sein du CNRS documente avec une grande précision la manière dont depuis 1990 les états se sont appropriés cet outil pour servir leurs propagandes et gagner les guerres d’opinion. Inventé par les américains qui en ont fait les premier un terrain de jeu, nous allons voir à travers la lecture du livre que les régimes autoritaires ne sont pas en reste. 

En effet, si dans un premier temps les russes et les chinois ont cherché à cloisonner cet espace de liberté afin de garder le contrôle sur leur population et éviter les révolutions populaires, aujourd’hui elles sont en passe de gagner leur pari de gangréner les démocraties occidentales par des campagnes hallucinantes de désinformation :

Fermes de trolls, botnets, faux comptes, financements publics ou privés d’agences de communication, le but est de déstabiliser, influencer en s’immisçant dans nos esprits afin de nous diviser, de nous affaiblir dans notre liberté d’agir, de réfléchir et même d’élire nos représentants en s’ingérant jusque dans le processus électoral.

La lecture de ce livre vous permettra de remettre en perspective votre propre utilisation de ce média et surtout des réseaux à utiliser avec précaution et parcimonie. Il est bon de toujours développer votre esprit critique quant aux informations que vous lisez et les images que vous voyez encore plus en 2025 avec les IA génératives qu’il est facile d’utiliser pour inonder l’espace informationnel et véhiculer des mensonges dans le but de servir des intérêts peu louables.