Synthèse Arthur BABU

    Durant cette année de TPE, j'ai décidé de me mettre avec Oscar, Quentin et Paul. Ce choix était évident car il permet un dialogue aisé ainsi qu'une certaine facilité pour choisir le thème et le sujet de notre TPE. Au début, nous nous sommes plutôt intéressés à la fabrication de la bière chose qui nous intriguait, mais ce sujet n'était pas pluridisciplinaire car ne contenait que de la SVT. Nous nous sommes donc plus penchés vers l'alcool en général. De là est né plusieurs problématiques dont beaucoup ne nous plaisait pas. Enfin, nous avons fini par trouver une problématique qui s'inscrit dans le thème Matière et forme. Nous nous sommes demandé comment des procédés chimiques et biologiques permettent la fabrication d'alcool. A travers cette problématique nous nous sommes posé des questions. En effet, il fallait définir ce qu'est l'alcool et trouver certains procédés qui permettent d'en produire. Dans un premier temps, nous avons tout de suite pensé à la fermentation alcoolique qui est plus rattaché à la SVT puis, nous nous sommes intéressés aux procédés chimiques qui sont plutôt inscrit du côté des sciences physiques et la chimie. Du fait du nombre important d'alcools, nous avons décider de traiter la fabrication d'un alcool de chaque classe. Cependant, la fermentation alcoolique permet uniquement la fabrication d'éthanol, alcool présent dans toutes les boissons alcoolisées.

Dans un premier temps, nous avons réfléchit à comment produire de l'éthanol par fermentation alcoolique. Après plusieurs recherches sur internet, nous avons trouvé que les levures étaient capables de produire de l'éthanol. Nous avons donc mis en place un dispositif expérimental afin de vérifier cette hypothèse. Cependant, nous ne connaissions pas les conditions optimales pour avoir une fermentation efficace. J'ai donc décidé de proposer au groupe de faire quatre solutions contenant la même quantité de sucre, d'eau et de levures afin de les placer dans différentes conditions. Nous savions qu'en milieu aérobie (présence d'oxygène), les levures se multipliaient mais ne produisaient pas d'alcool et qu'en milieu anaérobie (absence d'oxygène), elles produisaient de l'éthanol mais ne se divisaient pas. Partant de ce principe, nous avons fait une solution restant ouverte pendant les trois semaines de fermentation, une autre restant fermée, une restant fermée la moitié et ouverte l'autre moitié et enfin une dernière ouverte puis fermée. Au début de l'expérience, nous nous sommes rendu compte que la pression due à la production de dioxyde de carbone nous empêchait de laisser le bocal fermé plus de 20 minutes ainsi, nous avons créé un barboteur. Ensuite, afin de découvrir la proportion d’éthanol dans nos solutions, nous avons donc décidé de procéder à des distillations. Après celles-ci, nous nous sommes rendu compte par les graphiques montrant l’évolution de la température en fonction du temps conseillés par notre professeur de physique-chimie de TPE que nos distillations ne prouvaient pas la présence d’éthanol et nous indiquait encore moins la quantité présente. Au départ, nous avons pensé que cela était du à un dysfonctionnement du thermomètre au mercure. J’ai donc proposé à mon groupe d’effectuer une expérience témoin qui nous a permis de dire que le système de distillation était fonctionnel. A ce stade, nous ne savions plus comment faire pour déceler la présence d’éthanol. C’est Oscar et Quentin qui ont trouver une solution. Nous sommes partis du principe que les distillats des solutions contenaient uniquement de l’alcool et de l’eau et ils ont trouvés le moyen de calculer la proportion d’eau-éthanol dans les distillats. Enfin, il ne nous restait plus qu’à prouver la présence d’éthanol dans les distillats. Du fait de notre curiosité, nous avons feuilleté le livre de physique et nous y avons trouvé une manière de mettre en évidence la présence d’un alcool et de le caractériser par la classe auquel il appartient. C’est l’oxydation ménagée des alcools. Nous avons donc pu déduire de toutes ces expériences qu’il y avait bien formation d’un alcool primaire, sans aucun doute de l’éthanol , au cours de la fermentation alcoolique et que les conditions optimales de fermentation sont lorsque le bocal est fermé puis ouvert.

Le deuxième grand thème de notre TPE sont les procédés chimiques. Malheureusement, les expérimentation sont impossibles à réaliser pour ce type de réactions. En effet, la production d’éthanol ou de propan-2-ol par des procédés chimiques nécessitent des usines pétrochimiques avec du matériel très pointu capable, comme pour l’hydratation de l’éthylène, de monter à des pressions de plus de 70 bars. Ceci était donc impossible à réaliser dans le cadre des TPE. Nous avons donc seulement fait des recherches sur ce type de procédés. Cependant, les vidéos animées en 3D pour l’hydratation de l’éthylène ou la vie des levures ont été réalisés par nos soins. De plus, le choix du support du dossier écrit de TPE a été rapidement choisit. Au début, nous voulions créer nous même un site en langage HTML car Oscar, Quentin et moi avons quelques notions mais le travail que nécessite cette technique est très long et fastidieux. Nous avons donc tous décidé de le faire à partir d’un créateur de sites web plus facile à utiliser et plus complet.

Durant cette année de TPE, j’ai appris à travailler en autonomie même si cela fut difficile au début car nous n’avions aucunes pistes de travail. Grâce au travail fournit dans le cadre des TPE nous avons en partie réussit à répondre à notre problématique mais il reste encore beaucoup de pistes à explorer. En effet, le terme « alcool » est très vaste et les procédés de productions sont nombreux. La productions de l’alcool le plus répandu, l’éthanol, se fait notamment par fermentation alcoolique avec les levures et par hydratation de l’éthylène. Je remercie mes amis et partenaires Oscar, Quentin et Paul pour leur implication et leur travail au sein des TPE ainsi que nos professeurs qui nous ont aidés tout au long du travail des TPE.