Notre axe est centré sur matière inerte, matière vivante et optimisation des formes.
Sujet : La production d'alcool.
Problématique : Comment des procédés chimiques et biologiques permettent la production d'alcool ?
Oscar, Arthur, Quentin et moi-même avons dès le premier jour décidé de travailler ensemble, nous nous entendions très bien et la communication dans le groupe s'est faite sans encombres. Nous ne savions pas quel sujet choisir, nous avons commencé à débattre sur certains sujets interessant tel que la neurogénèse ou bien la régénération des cellules, mais nous avons décidés de travailler sur l'alcool, sujet qui interessait toutes les personnes dans le groupe. Notre sujet n'etait pas encore bien définis mais dès le 2e jour, nous nous sommes centrés sur la production des alcools pour déterminer la façon dont on les fabrique. À partir de ce moment, il fallait trouver une problématique. Après quelques recherches, nous avons trouver notre problématique : Comment des procédés chimiques et biologiques permettent la production d'alcool ? La partie biologique a pu être étudié par moyen expérimental, par la production d'éthanol par des levures au fil des séances. Néanmoins, nos recherches internet se sont centrées sur la synthèse chimique des alcools, ce procédé étant trop compliqué à mettre en place, faute de matériel et de moyens mis à notre disposition. Au début, la question du support ne s'était pas posé mais le 4e jour, la possibilité de rendre notre TPE par site web nous a éffleuré l'esprit et a été accepté par l'unanimité au sein du groupe. Au début, nous pensions programmer le site internet nous même, Oscar, Quentin et Arthur ayant plusieurs notions mais c'est un travail compliqué qui implique d'y impliquer énormément de temps, ce qui n'était pas à notre disposition. J'ai donc proposé de le mettre en place par le site de création de sites internet "e-monsite", proposition accepté par l'ensemble du groupe.
Nous avons commencé par réfléchir à la production d'éthanol par fermentation des levures. N'ayant pas de véritables connaissances dans ce domaine, nous avons mis en place 4 expériences différentes pour déterminer les meilleures conditions dans lesquelles les levures produiraient le plus d'alcool. Nous avons fais 4 solutions différentes, contenant autant de sucre, levures et d'eau chacunes. Ces 4 solutions allaient être mis dans un environnement différent. La première, ouverte pendant 3 semaines, la deuxième fermée pendant ce temps, la troisième fermée la moitié du temps et la troisième ouverte puis fermée la moitié du temps. Une pression a commencé à se mettre en place, dû à la production de dioxyde de carbone par la fermentation des levures, nous avons donc mis un barboteur permettant d'enlever l'excédent de dioxyde de carbone sans faire rentrer de dioxygène. Ensuite, après trois semaines, nous avons distillé les 4 solutions. C'est à ce moment que nous avons fait face à un problème, nos résultats montrant un distillat de volume quasi-similaire dans les 4 solutions, dû surement à une présence d'eau. Nous avons donc ensuite calculé la quantité d'éthanol dans les 4 distillats pour connaitre la proportion eau/éthanol. Les résultats ont été satisfaisants, montrant qu'il y avait moins de production d'éthanol dans la solution en milieu anaérobie que dans la solution aérobie. Nous avons remarqué que la production d'alcool était optimale dans la solution 3, avec le bocal fermé puis ouvert. Soit en milieu anaérobie puis aérobie. Ensuite, nous avons eu l'idée de mettre en évidence la classe de l'alcool que l'on avait pour prouver que nos solutions contenaient bien de l'éthanol. Nous avons donc réalisé une oxydation ménagée de nos solutions alcooliques. Nos résultats étant bons, l'alcool contenu dans nos 4 solutions étant un alcool primaire, soit l'éthanol.
Puis, la partie expérimentale terminée, nous avons commencé les recherches et la mise en page de notre site web. Nous nous sommes orientés vers la production d'alcool par les procédés chimiques. Le travail étant bien répartis entre nous quatre, chacun s'est occupé de plusieurs pages du site web. Personnellement, je me suis occupé de la synthèse du propan-2-ol, de la mise en page de la bibliographie, de l'introduction sur l'alcool et de la correction de la plupart des fautes d'orthographe sur l'ensemble du site. Je trouve que Arthur a, pour sa part, fais du très bon boulot avec son logiciel blender pour la réalisation des vidéos en 3D sur l'hydratation de l'éthylène et la vie des levures. Quentin et Oscar, ont quant à eux fais un très beau travail pour les mises en pages sur le site. Travailler avec eux fût très sympathique, étant un groupe plutôt sérieux et organisé.
Conclusion de notre TPE :
Les moyens de réaliser de l'alcool sont très différents, que ce soit par synthèse biologique que chimique. Le meilleur moyen de produire de l'alcool avec des levures est d'altérner milieu anaérobie et milieu aérobie pour alterner production d'éthanol et reproduction des levures. Durant ces TPE, j'ai appris à adopter une démarche expérimental et une certaine capacité de travailler en autonomie. Nous avons bien répondu à la problématique mais de nombreuses questions restent en suspens, car il existe de nombreux procédés chimiques et biologiques pour produire de l'alcool. La production d'éthanol peut donc se faire par fermentation des levures et par hydratation de l'éthylène. La production de propan-2-ol par réduction de l'acétone ou par hydratation direct et indirecte du propylène. La production de 2-méthylpropan-2-ol quant à lui se fait par hydratation de l'isobutène. Un grand merci à Oscar, Arthur et Quentin et à nos professeurs Mr Clément et Mme Imbert.
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