1 [.. POUR LES NULS !..]

Transcription

LA SCIENCE
[.. POUR LES NULS !..]
LA SCIENCE POUR LES NULS
numéro 2
1
LES CYCLONES
3
LE SAVON
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L’ELECTRICITE STATIQUE
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E.P.O.
19
LE CHAMPAGNE
22
LES DIFFERENCES ENTRE LES DEUX SEXES
26
POURQUOI LE CIEL EST-IL BLEU ?
31
L’ASPIRINE
34
numéro 2
2
numéro 2
3
Le cyclone, un œil
Meurtrier
Tout d’abord, Qu’est-ce qu’un cyclone ?
Un cyclone est une perturbation atmosphérique de
régions tropicales occasionnant des vents
tourbillonnaires violents et des pluies diluviennes.
Ce tourbillon de vents enroulé sur lui même autour d'une zone centrale, appelée oeil du cyclone, de très
basse pression se déplace d'environ 10 à 35 Km/h seulement et son mouvement de rotation est formé de
vents supérieurs à 120 Km/h. De plus son diamètre total peut atteindre 1000 Km!
Divers termes sont employés dans le monde pour désigner ce phénomène : typhon, hurricane, kamikaze...
Dans l'Atlantique nord, on parle d'ouragan.
Il existe plusieurs types de cyclones suivant le lieu où ils se forment :
- Les cyclones tropicaux se forment au-dessus des eaux chaudes des mers tropicales et puisent leur énergie dans la chaleur latente de condensation de l'eau. L'ascension d'air humide et chaud se conjugue avec
des vents de basses altitudes. La pression baisse à la surface de la mer et augmente au niveau des nuages
les plus élevés. L'air froid redescend en se réchauffant et s'enroulent en spirale autour de la dépression formant au centre l'oeil du cyclone tropical.
-Les cyclones extratropicaux alimentés par la convection, et des cyclones polaires plus au nord. Ils sont
en fait les dépressions météorologiques qui passent quotidiennement sur la majorité du globe. Avec les
anticyclones, ils régissent le temps sur la Terre, produisant nuages, pluie, vents et orages. Ils se forment
entre la ligne des tropiques et le cercle polaire.
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-Les cyclones subtropicaux sont un système météorologique qui a à la fois des caractéristiques tropicales
et extratropicales. Ils se forment entre l'Équateur et 50 degrés de latitude (nord et sud). En effet, on y retrouve une activité orageuse autour de son centre qui tend à lui former un cœur chaud mais on le retrouve
dans une zone frontale faible.
-Les cyclones polaires se forment le long du front polaire, une bande de contraste thermique entre l'air venant des Pôles et celle venant des latitudes moyennes du globe. L'air circule dans ces dépressions dans le
sens contraire des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère nord et dans le sens inverse dans l'hémisphère
sud sous l'impulsion de la force de Coriolis.
La force de Coriolis est
une force qui agit sur
n'importe quel corps
mobile dans un système
tournant indépendamment.
La Terre tourne autour
de son axe de l'ouest vers
l'est. En conséquence,
un objet se déplaçant
au-dessus de la Terre
dans la direction générale
du nord ou du sud sera
dévié par rapport à la rotation
de la Terre. Cette déviation
va dans le sens d'une montre
dans l'hémisphère Nord et en
sens inverse des aiguilles
d'une montre dans l'hémisphère Sud.
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Comment se forme un cyclone ?
Un cyclone naît et se développe uniquement
si les conditions suivantes sont réunies :
1°) une condition géographique qui
2°) une forte humidité est indispensable à la
formation des Cumulonimbus. La formation
d'un
demande d’être suffisamment éloigné
de l'Équateur de façon à ce que
cyclone est impossible pour une humidité inférieure à 40 %. Elle est fréquente lorsqu'elle est
la Force de Coriolis ne soit pas nulle.
Cette force, engendrée par la rotation
supérieure à 70 %.
terrestre, imprime une déviation du
vent vers la droite dans l'hémisphère
nord et vers la gauche dans
l'hémisphère sud. Elle est nulle à
l'Équateur. C'est elle qui intervient
pour déclencher le mouvement
tourbillonnaire initial.
Cumulonimbus : nuage de grandes dimensions
à grand développement vertical, d'aspect
fonçé, qui, très souvent, annonce un orage.
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3°) une condition thermique correcte soit environs la température
de la mer supérieure à 26 °C sur une épaisseur
minimale de 50 m. De plus l'évaporation de la surface de
grandes quantités d'eau fournit l'énergie nécessaire pour
entretenir le système de machine à vapeur qu'est une formation
cyclonique. Cette condition thermique en fait ainsi un
phénomène essentiellement maritime.
C'est en été que l'on trouve réalisées ces conditions sur des régions suffisamment étendues pour voir se développer pendant plusieurs jours les cyclones.
Dans l'hémisphère nord, l'été c'est entre Juin et Septembre, mais on peut voir des cyclones de juin à novembre. En ce qui concerne le bassin océanique de l'Atlantique et des mers adjacentes, si les cyclones restent
rares en juin et novembre, par contre la saison cyclonique bat son plein entre début Juillet et fin Octobre, la
période la plus active pour nos îles antillaises étant celle s'étirant du 15 août au 15 octobre.
Dans l'hémisphère sud, l'été c'est entre Décembre et Mars, mais la saison cyclonique s'étend de novembre à
avril, voire mai. Chez nos compatriotes de l'île de La Réunion, la pleine saison est comprise entre fin Décembre et début Avril.
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Expérience :
Nous avons utilisé :
-une boite en carton avec un fond noir, une ouverture sur le haut et avec une partie avant plastifié
pour observer le résultat de l’expérience.
-De l’encens
-Un support pour maintenir l’encens (gomme)
-Des glaçons.
Protocole expérimental :
Schéma de la modélisation d'un cyclone.
Nous avons placé le bâton d’encens que nous
avons fait tenir à l’aide d’une gomme dans la
boite noire. Nous avons ensuite placé le bloc
de glaçons sur l’ouverture du dessus de la boite. Enfin, nous avons allumé l’encens puis fermé
la boite. On observe une fumée qui se dégage
de l’encens et prend une forme de spiral
lorsqu’elle rencontre l’air froid. Le contact entre
de l’air chaud et de l’air froid entraine une
réaction d’opposition qui forme une spiral d’air.
Comment prévoir ce phénomène ?
Les météorologues étudient et prévoient les cyclones.
La prévision cyclonique consiste à détecter la formation
des phénomènes cycloniques puis à prévoir leur trajectoire, leur intensité et leurs principales conséquences.
Elle utilise toutes les informations météorologiques disponibles : les observations au sol, en altitude
(radiosondages),
les données issues des avions chasseurs de cyclones, les images radars et satellitaires.
Certains pensent donc qu'on devrait chercher à éliminer ou détruire les cyclones avant qu'ils ne deviennent
trop dangereux pour les populations et leurs biens.
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Ces essais ou recherches plus ou moins fantaisistes ont, depuis, été abandonnés, les chercheurs et météorologues ayant décidé de consacrer leurs études sur la prévention et la prévision. On s'est fait à l'idée qu'il
FAUT COHABITER avec les cyclones dans certaines régions du monde. Et puis, surtout, on s'est rendu
compte aussi que le cyclone était UTILE. Oui, utile ! Les rayons du soleil réchauffent la terre, mais cet apport de chaleur n'est pas également réparti sur l'ensemble de la surface terrestre. En effet les régions intertropicales reçoivent et emmagasinent plus d'énergie que les autres régions du globe. Il est donc indispensable que des échanges thermiques constants s'opèrent entre les différentes régions terrestres pour réduire ce
déséquilibre : le "chaud" en excédent des régions tropicales doit être évacué vers les moyennes et hautes
latitudes tandis que le "froid" en excédent de ces dernières doit être amené vers les régions tropicales. Le
cyclone tropical participe donc pleinement au cycle climatologique et thermodynamique de l'atmosphère.
Sans lui et ses congénères (il y en a entre 75 et 100 par an tout autour du globe, dont la moitié atteignent le
stade d'ouragan ou équivalent), le climat de la Terre en serait bouleversé...
FRANCOI-
SE Cindy
CALERO Maureen
HELLEQUIN Laurène
HORNEWER Marie-Anne
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organique permettant de synthétiser un ester. Basiquement il s’agit de la condensation d’un alcool sur
un acide carboxylique, auquel cas la réaction est
réversible (elle peut se faire) et renversable (qui se
supprime). Elle peut s’effectuer à partir d’autres
réactifs, en particulier à la place de l’acide carboxylique ou un de ses dérivés changeant le type de réaction et son rendement.
Le savon
Chaque savon peut avoir une forme différente selon
le moule dans lequel on le met à refroidir avant
qu’il ne durcisse mais aussi une odeur différente
selon l’huile parfumée que l’on va introduire dans
sa préparation.
Les composants du savon ont leur importance ainsi
que le matériel qui est utilisé pour le concevoir.
Le savon peut être défini de plusieurs manières ;
C’est un produit utilisé pour le dégraissage et le
lavage obtenu par l’action d’un alcali sur un corps
gras. Ou bien de la façon suivante ; il s’agit de sels
alcalins des acides carboxyliques à longue chaîne,
ou plus simplement d’un « sel d’acide gras ».
L’eau salée permet une plus grande précipitation*
du savon.
La pierre ponce est un puissant régulateur hygrométrique c'est-à-dire un appareil qui assure la régularité du mécanisme et de l’humidité dans l’air.
La première grande fabrique française de savon fut
fondée à Toulon vers 1430. De huit savonneries en
1600, le nombre passe à vingt en 1650. Après 1750,
la fabrication de savon de Marseille devient industrielle, tant par les volumes que par les procédés
normalisés. En 1791, le procédé proposé à l’Académie des Sciences par Nicolas Leblanc permet
d’obtenir de la soude à partir du sel d’eau de mer,
de chaux et de charbon.
La soude permet de solidifier le savon.
L’huile permet de créer deux phases dans le savon
car elle ne se mélange pas à l’eau.
Le chauffage à reflux est utilisé pour accélérer ou
permettre une réaction chimique sans perte de réactifs (c’est-à-dire l’espèce chimique qui disparaît
lors d’une réaction chimique) ou de produits.
Au début des années 1970, le phosphate se voyait
rayé de la liste de la plupart des produits domestiques et particulièrement dans les savons. Le phosphate relâché dans nos cours d’eau se transforme
alors en phosphore et cette substance affecte à la
baisse le taux d’oxygène dans l’eau ce qui a favorisé la prolifération des algues bleu-vert, les cyanobactéries.
Etude et fabrication d’un savon
Le mode de chauffage utilisé porte le nom de
chauffage à reflux (à utiliser pendant 25 à 30 min,
thermostats 6). Les espèces chimiques introduites
dans le ballon sont 7 mL d’huile de cuisine, 15 mL
de solution d’hydroxyde de sodium commerciale
(appelée aussi soude),
7 mL d’éthanol (il ne réagit pas, il favorise le contact entre les réactifs, c'est
-à-dire entre l’huile et la soude).
Lors de la fabrication d’un savon, une saponification des corps gras se produit. C’est une réaction
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vaisselle, on a pu constater que des bulles de savon
ce sont formées. Pour le liquide vaisselle, il y avait
des grandes bulles alors que pour le savon, les bulles formées étaient plutôt petites et formaient comme de la mousse. Le liquide vaisselle est plus efficace lorsqu’il s’agit de retirer des tâches de graisses
grâce à la molécule qui le compose ; la molécule
amphiphile c'est-à-dire dotée d'une tête polaire,
hydrophile (ou lipophobe), avec un radical OH,
attirant l'eau, et d'une longue chaîne hydrocarbonée,
apolaire, hydrophobe, attirant les lipides (huiles et
graisses).
En présence d’eau, le savon se solubilise et on obtient la réaction d’équation
RCOONa(s) = R-COO-(aq)+Na+(aq)
Notre deuxième expérience a consisté à la fabrication d’un savon coloré. Pour cela on y a incorporé
un colorant (rose) lors de sa fabrication. Comme on
peut le voir ci-dessous, la couleur s’est évaporée au
fil de l’expérience car tout l’hydroxyde de sodium
avait été coloré.
Le réfrigérant sert à produire le froid. C’est un récipient que l’on remplit d’eau et avec lequel on couvre la partie supérieure d’un alambic (appareil destiné à la séparation des produits par chauffage puis
par refroidissement) pour refroidir et condenser les
vapeurs. Cet appareil est ouvert à son extrémité
pour garder la pression égale dans le ballon et dans
le réfrigérant.
Pour que le savon puisse être commercialisé, il doit
passer par plusieurs rinçages à l’eau pour que l’hydroxyde de sodium disparaisse.
Expériences
Pour une première expérience nous avons fabriqué
un savon incolore et indolore pour le comparer avec
le liquide vaisselle.
Au dessus nous pouvons voir qu’il reste encore du
colorant.
Lorsque l’on a agité les deux tubes à essais qui
contenaient de l’eau ainsi que du savon/ ou liquide
Précipitation: Phénomène par lequel un corps se sépare du liquide dans lequel il était dissout.
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Ici, l’hydroxyde de sodium l’a absorbé.
L’aspect du contenu du ballon était liquide mais
devenait solide sur les bords. Nous observons lorsque l’on verse le contenu du ballon dans l’eau salée
que le liquide se mélange puis il durcit. Lorsque
nous avons mis le savon dans la coupelle il n’était
toujours pas coloré donc nous lui avons rajouté le
colorant rose, ce qui nous a donné le savon suivant :
LOPES Sandy
OLLIVIER Gwenaelle
OCHAGAVIA Laetitia
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Introduction :
Nous avons tous fait un jour l’expérience de l’électricité statique en nous coiffant ou en touchant la
portière d’une voiture. Nous vous proposons de découvrir l’origine de ce phénomène et de réaliser
quelques expériences amusantes.
L’Histoire de l’électricité statique :
Le savant grec Thalès, a découvert au VI eme siècle av J-C l’électricité. En expérience il frotta un
morceau d’ambre avec un tissu. Il constata que la pierre réussissait à attirer de petits objets légers
comme la paille. Sans le savoir, il avait découvert l’électricité statique.
La définition de l’électricité statique :
L’électricité statique ou électrostatique est un phénomène d’attraction par des charges électriques
positives et négatives.
Explication :
La matière est constituée d’atomes dont les charges electriques sont neutres.
Lorsque l’on frotte un isolant contre un autre, des électrons sont arrachés.
L’équilibre des charges protons - électrons est rompu.
Ce qui provoque la charge positive d’un des éléments et quand on approche un élément chargé avec
un autre non chargé, une parti des charges se déplacent vers le corps chargé.
Expérience 1: La déviation d'un filet d'eau :
Materiel :
-Eau
- Paille en plastique
- coton
- Frottez la paille en plastique avec du coton, ensuite approchez la d'un mince fillet d'eau.
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
—> Constatation : Le filet d'eau est puissamment dévié
* Explication :
La molécule d'eau contient un atome d'oxygène associé à deux atomes d'hydrogène. Dans
cet assemblage les trois atomes ne sont pas alignés. Il en résulte que la molécule se comporte électriquement comme deux charges de signes opposés très proches que l'on appelle dipôle.
En l'absence d'une influence électrique l'orientation de ces dipôles est aléatoire et globalement aucune charge ne se distingue. Tout change lorsqu'on approche la paille puisqu'elle
attire les charges positives et repousse les autres : les dipôles s'orientent d'où l'effet d'attraction
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Décharges électrostatiques
La propension que des charges de même signe ont à se repousser les unes les autres
fait qu'elles ont tendance à se "fuir" ce qui les amène à tenter de quitter les corps qui les contiennent.
Mais tant que l'électrisation est faible et que l'air environnant est sec, donc isolant, elles ne peuvent
pas le faire.
Expérienvre et sel :
ce 2 : Poi-
Sel
Poivre
Materiel :
poivre
gros sel
Cuillère/fourchette en plastique
chiffon de laine.
—> Éparpille
une table et mé-
du gros sel sur
langes-y
un peu de poivre
ment séparer le
moulu. Com-
poivre du sel ?
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Prends une cuillère en matière
plastique et frotte-la avec un chiffon de laine,
puis tiens-la au-dessus du tas de sel et de poivre
mélangés.
*.* Les grains de
sur la
poivre vont sauter
fourchette et y rester collés ! *.*
EXPLICATION :
Le frottement charge d'électricité la cuillère en
matière plastique et attire ainsi le mélange. Si tu
tiens la cuillère assez haut, seul le poivre va se
coller sur la cuillère, car le sel, dont les grains.
Nguyen My Kim
Japhet Sarah
Sutter Lauriane,
Champion Sandra.
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Produit magique...
n
e
r
appa
Certains sportifs, notamment
Mais qu'est ce que vraiment
l'EPO ?
L'EPO, ou érythropoïétine, fait
beaucoup parler d’elle. Et ce n'est
généralement pas en bien. Ces
points de vue négatifs sur cette
substance sont néanmoins plus
ou moins fondées. Il est vrai que
leur utilisation est généralement
assimilée au dopage. Or on sait
que l'utilisation de cette substance à des fins dopantes correspond
en réalité à une utilisation thérapeutique détournée. En effet, ce
produit est utilisé en médecine
comme traitement ou aide dans
plusieurs types de maladie, telles
que l'insuffisance rénale, différentes catégories de cancers, les
tumeurs.
L'érythropoïétine est une
hormone dont la première
observation fut faite par
des cyclistes ou des coureurs de
fonds, comme les marathoniens,
détournent les effets thérapeutiques de ce produit dans le but de
ce doper, c'est-à-dire d'augmenter
leurs capacités physiques. Pour
prouver nos dires, une simple
analyse de chiffres permet de
mettre en évidence l’effet de la
Vo2max sur les performances
sportives. En effet un sportif
ayant une Vo2max de 3.65 L/min
met 162 minutes pour parcourir
30 kilomètres, alors qu’avec une
Vo2max de 5.5 L/min, il aura
suffit de 110 minutes à un autre
concurrent.
D’où l’intérêt des sportifs a utiliser l’EPO pour booster leur
Vo2max car ce produit, qui est
une hormone,
1 - Injection d'EPO
stimulant les cellules érythroblastiques, qui sont les cellules à l'origine desdits globules.
Plus les globules rouges sont
nombreux, plus il y a de dioxygène à parvenir aux muscles.
Le dioxygène ainsi que les nutriments entrent dans la réaction chimique appelée respiration cellulaire.
Dioxygène
+
=
Nutriments
Energie + Eau + Chaleur
Schéma de la respiration
Celle ci résulte à la création
d'énergie pour les muscles.
Par l'utilisation de l'EPO, cette
réaction est donc amplifiée.
Ce phénomène est donc tout
naturellement à l'origine des
détournements de ce produit.
Il améliore les performances
physiques, il est de ce fait devenu un produit dopant très
utilisé, notamment par les cyclistes.
2 - L'EPO stimule la fabrication
de globules rouges par la moelle
osseuse.
3 - Les globules rouges participent à la respiration et à la pro-
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...Mais pas sans risques
Dépistages et tests
Ce produit ne pouvait être parfait.
Sous son maquillage de produit
génial, un certain nombre d'imperfections se cachent. En effet, l'utilisation à usage dopant, donc en
quantité plus élevée que la normal,
de cette substance provoque plusieurs effets secondaires comme
des palpitations cardiaques, des
douleurs musculaires, des maux de
tête, des nausées… Ces effets secondaires entrainent des complications plus périlleuses.
Pour détecter la prise d’EPO, plusieurs méthodes sont mises en œuvre. Dans le corps, il y a naturellement présence d’EPO.
Effectivement, ils risquent:
l'épaississement de leur sang dû à
l'augmentation du nombre d'hématies circulant; ce qui ne facilite pas
l'écoulement du sang dans les vaisseaux d'où le risque de thromboses
artérielles (formation de caillots
sanguins) qui conduisent à une hypertension artérielles (pression artérielle trop élevée) et donc à aussi à
une augmentation des risques d'infarctus du myocarde (crise cardiaque) dû à un déséquilibre entre les
besoins du coeur en dioxygène et
l'apport issu de la circulation sanguine.
On assiste aussi à une augmentation
des risques:
d'embolies pulmonaires
(obstruction brutale de l'une des
branches de l'artère pulmonaire).
A long terme, le dopage à
l'EPO peut déclencher des maladies
auto-immunes dues à une hyperactivité du système immunitaire à
l'encontre de substances ou de tissus qui sont normalement présents
dans l'organisme mais peut aussi
provoquer des cancers
(dégénération des cellules) de la
moelle osseuse.
Le test urinaire permet de repérer
la présence d’EPO de synthèse car
sa structure protidique est différente
de celle du naturel. Il peut être effectué de deux manières : l’isoélectrophorèse et l’électrofocalisation .
L’isoélectrophorèse est une sorte de
chromatographie de l’échantillon
d’urine. On le place sur une plaque
métallique sur laquelle se trouve un
gel acide d’un côté et basique de
l’autre. Puis on applique un choque
électrique sur la plaque, l’EPO va
alors réagir et se déplacer. Le naturelle va s’arrêter autour d’un pH de
4 tandis que l’artificiel ira jusqu’à
un pH de 5. Cependant cette technique est peu fiable car il y a peu
d’EPO dans l’urine. Pour l’électrofocalisation aussi on procède à une
chromatographie, sur laquelle on
doit faire circuler un courant électrique tridimensionnel (dans les
trois dimensions). Ensuite un anticorps spécifique anti-EPO, ce qui
permet de détecter l’EPO artificiel.
Ce test n’est pas non plus très fiable, en effet seul un testé sur dix est
reconnu positif.
Le test urinaire est également complexe, puisque les molécules d’EPO
ne supportent ni la congélation et la
décongélation, mais elles se dégradent rapidement dans l’urine.
Ce test possède d’autres inconvénients, il coûte cher (150 euro), et il
n’est vraiment pas très fiable, en
effet une fois sur deux il se trouve
défectueux.
Le test urinaire est beaucoup
moins cher et plus facile que le
Le test sanguin consiste tout simplement à prélever un échantillon
de sang. Après analyse, on en retire
le taux d’hématocrite, qui est le
pourcentage en volume de globules
rouges présents dans le sang. Le
taux normal est situé entre 40% et
50% chez l’homme.
Chez un utilisateur d’EPO il peut
passer au-delà pouvant atteindre
65%. On compare le taux prélevé à
un échantillon normal. Si on obtient
un taux supérieur à 50 %, le test est
positif, on suspecter une prise d’EPO. Cependant, et c’est la que réside un des inconvénients de de test,
certaine personne ont un taux
d’hématocrite supérieur naturellement à 50%.
Plasma
Plasma
60%
40/50%
Globule
Globule
rouge
Analyse de globules rouges et
Ces deux tests sont cependant peu
fiable, et ceci est encore plus marqué de par l’apparition de nouvelles EPO de synthèse.
GAQUERE Romain
ELAHEE Zaheer
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LE CHAMPAGNE
Comment le champagne arrive-il dans nos
verres ?
lancées dans de grandes et fastidieuses recherches... Ainsi nous savons désormais que le sucre,
naturellement présent dans le jus de raisin, se transforme en alcool lors de la fermentation alcoolique.
Mais comment se traduit chimiquement cette transformation ?
Fermentation alcoolique : Glucose + Levures →
Éthanol + CO2 + Énergie.
Ainsi nous apprenons qu'il est nécessaire d'avoir la
présence de levures, autrement dit des champignons, pour permettre cette fermentation.
Par simple curiosité, nous avons récolté quelquesunes de ces levures et nous les avons observées au
microscope.
Mais quelque chose nous tracasse, la formule de la
fermentation alcoolique ressemble de près à la formule de la respiration cellulaire...
Respiration cellulaire : Glucose + O2 → CO2 +
H2O + Énergie.
Pour comprendre de plus près le phénomène, nous
avons réalisé une expérience par ExAO, avec des
sondes à éthanol, O2 et CO2.
Vous vous êtes sans doute déjà demander comment
le jus de raisin devient alcool et d'où viennent ces
adorables petites bulles qui remontent dans nos
verres et jouent avec nos papilles... Et bien nous
aussi !
Tout d'abord, d'où vient le champagne ?
Le champagne (AOC* reconnue depuis 1936)
vient, vous vous en seriez douté, des raisins. Il est
essentiellement élaboré à partir de trois cépages : le
Pinot noir (raisin noir), le Pinot Meunier (raisin
noir) et le Chardonnay (raisin blanc). Une fois le
jus récolté, il subit deux fermentations : alcoolique
et malolactique. Les bouteilles sont ensuite stockées horizontalement dans une cave naturelle en
calcaire, fraîche et sombre pendant 1 à 3 ans le
temps de la maturation. Durant ce laps de temps le
producteur fait tourner les bouteilles chaque jour.
De quelle manière le jus de raisin devient il
alcoolique précisément ?
Nous avons en premier réaliser l'expérience simplement avec du glucose, et nous avons pu observer, à partir de l'injection de glucose à la première
minute jusqu'à la 4e minute, la respiration cellulaire : le concentration d'O2 diminue tandis que la
concentration de CO2 augmente faiblement..
Pour connaître le processus métabolique acteur de
cette transformation, nous nous sommes d'abord
AOC : Appellation d'Origine Controlée
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Nous avons en premier réaliser l'expérience simplement avec du glucose, et nous avons pu observé,
à partir de l'injection de glucose à la première minute jusqu'à la 4e minute, la respiration cellulaire :
le concentration d'O2 diminue tandis que la
concentration de CO2 augmente faiblement. Lorsqu'il n'y avait plus d'O2, nous avons ajouté des levures. Le résultat ne se fait pas attendre... La
concentration de CO2 augmente très fortement et
on détecte la présence croissante d'éthanol. Durant
les 7 prochaines minutes, nous assistons à une fermentation alcoolique.
Nous pouvons donc en conclure que la fermentation alcoolique a bien lieu, mais après la respiration
cellulaire, lorsqu'il n'y a plus de concentration
d'O2. Ainsi donc le mystère est résolu ! A l'aide de
levures, le glucose se transforme en alcool.
Mais qu'en est il des bulles ?
Nous savons désormais que les bulles viennent du
dioxyde de carbone dissout dans le vin, mais comment explique-t-on leur ascension dans le verre ?
A l'ouverture de la bouteille, la pression au-dessus
du liquide diminue brusquement : la « solubilité »
du dioxyde de carbone dans le champagne diminue
de sorte qu'une partie de dioxyde de carbone dissout repasse à l'état gazeux. Un nouvel équilibre
doit s'instaurer : on estime à 10g le dioxyde de carbone en excès, soit près de 5L de gaz dans une seule bouteille ! Mais les bulles ne constituent que 15
à 30% du dégazage total (environ 30 bulles/sec), le
reste est directement diffusé à l'interface entre l'air
et le champagne.
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Les bulles proviennent de petites poches d'air coincées par des impuretés microscopiques, souvent
provenant des fibres de torchons ou défauts du verre ou bien des microcristaux présents dans le champagne. On appelle ce phénomène la nucléation hétérogène lorsqu'il agit à partir des parois et nucléation homogène lorsque la naissance des bulles est
faite dans le liquide.
L o r s qu'une bulle s'échappe
de son site
de nucléation, elle
grossit
tout en se frayant un
chemin
vers la surface.
Son diamètre croit littéralement aussi, à sa naissance il ne mesure que quelques dizaines de micromètres, mais son environnement en dioxyde de carbone est sans cesse renouvelé par l'ascension, elle
grossit de 300 à 400 micromètres par seconde et
atteint la surface à une vitesse supérieure à 10cm/
sec.
La vitesse de la bulle est due à la poussée d'Archimède qui augmente à mesure que la taille des bulles croit, de sorte que les bulles accélèrent de façon
continue et s'éloignent les unes des autres au cours
de leur ascension. Une bulle émise du fond du verre atteint la surface à une vitesse de 15cm/s et un
diamètre proche du millimètre.
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BELLEFONTAINE Irsi
LE DIGUERHER Jessica
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LA DIFFERENCE ENTRE LES DEUX SEXES
- Chez un homme à caryotype normal, la formule chromosomique est (46, XY).
- Chez une femme à caryotype normal, la formule chromosomique est (46, XX).
MAS-
CULIN
C'est-à-dire que l’être humain du sexe féminin possède
deux chromosomes sexuels X par comparaison à
l’être humain du sexe masculin qui possède un chromosome sexuel X et un chromosome sexuel Y.
22 paires de chromosomes sont toujours semblables
dans les deux sexes, ils sont nommés les
chromosomes homologues ou autosomes.
Les chromosomes homologues ou autosomes sont des
chromosomes semblables.
LE GENE RESPON-
La 23ème paire est formée de deux chromosomes semblables chez la femme mais différents chez
MASCULIN
l’homme. Ces chromosomes déterminent le sexe de l’individu. Ils sont nommés les chromosomes
sexuels ou gonosomes.
Si les chromosomes sont « XX », le sexe de l’individu
sera féminin.
Si les chromosomes sont « YY », le sexe de l’individu
sera masculin.
Un nombre anormal de chromosomes pour l’espèce humaine est une anomalie chromosomique (erreur
dans le nombre de chromosomes) qui se traduit souvent
par des anomalies rendant impossibles le
développement de l’embryon et provoquant un avortement spontané. Cependant certaines anomalies
peuvent entraîner des conséquences sur le développement des organes.
SABLE
DU
SEXE
D’après la feuille sur
les syndromes le chromosome Y est celui qui
détermine le sexe masculin. Mais
certains hommes peuvent être XX et certaines femmes
XY. Les hommes qui ont ces chromosomes n’ont
pas de spermatogenèse et les femmes ont des ovaires
mais mal différenciés et non fonctionnelle.
Comment cela se fait-il ? Pour le comprendre on prélève sur le chromosome Y le gène SRY (Sexdertermining
Région of Y chromosom). Avec une électrophorèse on
constate que les hommes ont tous ce gène qu’ils aient
les chromosomes XX ou XY et les femmes ne l’ont pas.
C’est donc ce gène qui détermine le sexe de chaque individu. Pour comparer on prélève une autre partie
(AZF) pour voir ou
celle-ci est présente et elle l’est sur tous les individus
ayant le chromosome Y qu’il soit mâle ou femelle.
L’APPAREIL GENITAL DE LA SOURIS
FEMELLE
Ce n’est donc pas ce gène qui détermine le sexe. Et on
prélève une zone du chromosome X qui n’est pas
sur le chromosome Y et celui-ci est présent chez tous
les individus. C’est donc bien la présence du gène
SRY qui détermine le sexe.
LA DIFFERENCIATION DES VOIES GENITALES AU COURS
DU DEVELOPPEMENT
numéro 2
27
Tableau de comparaison d’appareils
reproducteur mâle et femelle :
_______________________________________________________________________________________________________
Ce n’est donc pas ce gène qui détermine le sexe. Et on
prélève une zone du chromosome X qui n’est pas
sur le chromosome Y et celui-ci est présent chez tous
les individus. C’est donc bien la présence du gène
SRY qui détermine le sexe.
puisque le sang transporte des hormones mais pas
des gènes.
ROLE DES GONADES DANS LA DIFFERENCIATION DES
VOIES GENITALE
La castration de gonade indifférenciée sur un embryon.
LA DIFFERENCIATION DES VOIES GENITALES
AU COURS DU DEVELOPPEMENT
EMBRYONNAIRE
En enlevant les gonades des embryons XX ou XY, les
voies génitales de ces embryons une fois développées
n’ont plus qu’un vagin, un utérus et un oviducte.
Donc sans gonade, les voies génitales ne se développent pas entièrement, il manque les canaux, les
Les anomalies lors d’une grossesse gémellaire
1916 : Lillie, une biologiste remarque que chez les bovins, lorsqu’il y a gestation gémellaire, certaines
choses se produisent.
Si les deux foetus sont différents, la femelle XX présente systématiquement des anomalies. En effet, elle
est soit stérile, les ovaires sont de petites tailles, les
trompes utérines sont très peu développées ou même
absentes. De plus, certains organes masculins tels que
les vésicules séminales peuvent être présentes.
ovaires ou les testicules. C’est l’appareil génital de la
femelle qui a tendance à se développer.
Lorsqu’on greffe un testicule à un foetus femelle de 20
jours, on constate que le canal de Wolff qui est le canal
mâle se développe alors que le canal de Müller ne se
développe pas.
Donc les testicules greffés font se développer les attributs mâles et les ovaires ne font plus se
développer les attributs femelles.
Si on implante un cristal d’une substance hormonale
extraite des testicules, la testostérone à proximité
L’espèce bovine a une autre particularité, c’est la fusion des vaisseaux sanguins des placentas des
jumeaux qui entraîne un échange de sang. Cela prouve
d’un des ovaires du foetus femelle de 20 jours, les deux
canaux (Wolff et Müller) se développent.
Donc, les ovaires et la testostérone font que les différents attributs mâles et femelles se développent.
qu’il n’y a pas que les gènes qui sont
responsables de la différence mais aussi des hormones
numéro 2
28
La testostérone n’empêche donc pas les hormones de
développer les attributs femelles mais développe les
attributs mâles.
Ils fonctionnent en moyenne à 15 ans, à l’âge de l’éjaculation.
Avant 10 ans, le taux de gènes Anti-Mullérien est supérieur au taux de testostérone.
A 10 ans, les deux taux sont identiques.
De 10 à 12 ans, la testostérone passe environ de 50 à
100 ng.100ml.
De 12 à 14 ans, elle passe de 100 à 390 ng.100 ml.
A 17 ans, elle atteint 490 ng. 100 ml et cesse d’augmenter.
Les gonades servent à différencier les sexes, les hormones seules ne suffisent pas à différencier.
Pour la femme, la fin du développement des organes
génitaux a lieu à 15 ans et demie en moyenne mais peut
aller jusqu’à 19 ans pour les plus tardives ou avoir lieu à
11 ans pour les plus précoces.
Si il n’y a pas de gonade, il y a le canal de Müller vers
la voie femelle qui se développe.
Les premières règles ont lieu à 12 ans en moyenne mais
peuvent apparaître à 11 ans pour les plus
Si il y a des testicules et des ovaires, il n’y a que le canal Wolff qui se développe.
Précoces et à 15 ans pour les plus tardives.
En revanche, si il y a juste un ovaire et une hormone
mâle (la testostérone) les deux canaux se
A 7 ans, la quantité de Oestradiol (équivalent à la testostérone) commence à augmenter.
développent.
Elle atteint 2 ng. ml à 9 ans et 7ng.ml à 13 ans. A partir
de ce moment, elle cesse d’augmenter et stagne.
Hormone responsable de la disparition des canaux
de Müller.
On constate également que la masse des organes génitaux augmente à partir de 10 ans.
A l’origine, à 14 jours de vie foetale, le canal de Wolff
et celui de Müller sont présents tous les deux.
Pour l’homme, à 10 ans, la masse des vésicules séminales cesse d’augmenter (0,99).
Cependant, on observe que lorsqu’on place un fragment
de testicule foetale de mammifère ou qu’on ajoute le
gène AMH (anti-müllérienne purifiée) le canal de Müller va rétrécir.
A 14-15 ans, la masse recommence à augmenter.
On peut donc en conclure, qu’une hormone contenue
dans les testicules va faire rétrécir ce canal. Ceci ne se
produit donc que pour le mâle.
La masse des testicules augmente encore après 24 ans
où elle pèse 35g.
Les testicules et l’épididyme pèsent 31g à 10 ans et
cessent d’augmenter à 16-17 ans.
Il s’agit donc d’une hormone qui n’est présent que dans
le sexe masculin qui va faire rétrécir et
disparaître le canal Müller.
Le canal Müller sera donc présent chez la femme car
aucune hormone anti-müllérienne n’est présente dans
les ovaires.
LE DEVELOPPEMENT DES ORGANES GENITAUX CHEZ L’HOMME ET LA FEMME
Les organes génitaux masculins commencent à se développer à 10 ans pour les plus précoces et à 13 ans pour
les plus tardifs.
numéro 2
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Melvyn BILLON
Pour la femme, la masse de l’utérus augmente à partir
de 11 ans et passe de 5g à 11 ans à 44g à 18
Emilien FERRET
Ans et demie où elle s’arrête enfin.
Paul VALENTIN
La masse des ovaires passe de 2g à 11 ans à environ 8g
à 18 ans et demie et cesse d’augmenter.
numéro 2
30
numéro 2
31
Un jour d’été, j’étais couché sous un pommier et je regardais le ciel. Subitement il
m’est venu la curieuse idée de savoir pourquoi le ciel était bleu. Etait-ce à cause des océans ou
pas ? J’ai mené des recherches et j’ai obtenu une réponse à ma question.
Le premier a avoir commencé à expliquer correctement la couleur bleue du ciel a été John
Tyndall, en 1859. Il découvrit que quand la lumière passe à travers un liquide clair mais contenant
des petites particules en suspension, les longueurs d'ondes plus courtes comme le bleu sont plus
diffusées que le rouge. ceci peut être montré en faisant passer un faisceau de lumière blanche à travers une longue cuve remplie d'eau à laquelle on a mélangé un peu de lait ou de soupe. Sur les cotés le faisceau peut être vu par la lumière bleue qui est diffusée, mais la lumière qu'on peut voir
sortir directement à la fin de la cuve, elle, tend vers le rouge après avoir parcouru la totalité de la
cuve.
Pour vérifier l’expérience de Tyndall, j’ai décidé de faire une petite expérience: J’ai versé
quelques gouttes de lait dans le récipient, positionné la source lumineuse de telle façon qu’elle
éclaire le récipient :
numéro 2
32
Voici ce que j’ai pu observer.:
Lorsque vous regardez le récipient dans la
direction 1 le rayon lumineux semble blancbleuté (journée).
Mais si vous regardez par la direction 2, le
rayon apparait jaune-orangé (couché du soleil).
Le bleu du ciel est le résultat de la diffusion
de la lumière solaire par l'atmosphère. Si celle-ci
n'existait pas, on verrait une voûte céleste toute
noire et les étoiles seraient visibles en plein jour.
La lumière blanche du soleil est en réalité un mélange de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Elle
voyage sous forme d’ondes de différentes longueurs (chaque couleur à sa longueur d’onde
comprise entre 750 nm et 446: le rouge a une longue de 750 nm et le violet 446 nm.) , en ligne droite jusqu’à ce qu’elle rencontre un obstacle.
Considérons un rayon de lumière en provenance du Soleil. En entrant dans l'atmosphère, ces
rayons heurtent des molécules. Lorsqu’il se produit, les couleurs ayant une longueur d’onde plus
courte seront diffusées, c'est-à-dire éparpillé dans
l'atmosphère. Une partie de cette lumière , après
de nombreux "rebonds", finit par arriver sur Terre,
mais plus dans l'axe du soleil. De ce fait, en regardant le ciel, on vois beaucoup de rayons bleus diffusés par les molécules de l'air, alors que peu de
rayons rouges auront été diffusés. Résultat: le ciel
nous semble bleu, alors qu'il s'agit d'une partie de
la lumière solaire qui nous parvient indirectement .
Les différentes nuances de bleu que prend le
ciel dépendent de la quantité de molécules et de
poussières présentes dans l'air. Plus il y a des gouttes d'eau et de poussière dans l'air, plus la diffusion est amplifiée, augmentant ainsi la proportion
de vert et de jaune, donnant une teinte plus claire
au bleu. Par contre, l'absence de poussière et de
gouttes d'eau permettent à la radiation bleue de
se renforcer (comme dans les hautes montagnes).
En altitude :
Sur Terre, en altitude, la couche d'atmosphère est plus mince ce que réduit la diffusion de
la lumière blanche. La lumière diffuse constituant
le ciel est moins importante, il nous apparaît alors
plus foncé. Alors qu'au niveau de la mer, la diffusion plus importante éclairci le ciel : le bleu est
plus diffusé et le vert un petit peu aussi.
Pourquoi le couché du soleil est rougeorangé ?
Lors d’un couché de soleil, les rayons du soleil
parcourent une plus grande distance (d2) par rapport à la distance parcouru le jour (d2); la diffusion
est plus importante. Une plus grande partie du
spectre lumineux est diffusée: violet, bleu, vert
sont totalement dissipés. Il ne reste plus que les
composantes rouges et jaunes.
Pourquoi le ciel n’est pas violet ?
Si les longueurs d’ondes plus courtes sont
diffusées, pourquoi le ciel n’est pas personnel ? En
fait une partie de la lumière est absorbée par l’atmosphère de plus l’œil est moins sensible à ces
couleurs.
numéro 2
33
numéro 2
34
L’ASPIRINE
Historique:
L'aspirine a plus de 100 ans : c'est en 1899 que le
laboratoire Bayer l'a lancé sur le marché. Mais
déjà 400 ans avant Jésus Christ, les grecs en utilisaient sans le savoir: ils réalisaient des décoctions
de feuilles de saule, réputées pour leurs vertus
contre la fièvre et les douleurs. Or le principal
ingrédient de l'aspirine est l'acide acétylsalicylique, que l'on trouve à l'état naturel dans
certaines plantes, notamment l'écorce de saule.
Aujourd'hui, l'aspirine est synthétisée chimiquement à partir de phénol C6H5OH.
Les cibles de l'aspirine:
L'aspirine est absorbée par la muqueuse gastrique
ou par la paroi intestinale (c'est pourquoi les formes effervescentes agissent plus rapidement). Elle
agit avant tout sur les COX (Cyclo-oxygénases) 1
et 2, qui sont des enzymes constitutives de l'organisme. Elles servent à la synthèse de différentes
substances, dont la prostaglandine (nommée ainsi
car on pensait d'abord qu'elle était secrétée par la
prostate).
Action anti-inflammatoire (pour soulager des douleurs articulaires et musculaires) et analgésique
(médicament utilisé en médecine dans le but d'éliminer la douleur):
Face à une agression (virus, brûlure, traumatisme…), l'organisme secrète de la prostaglandine.
Cette substance augmente la mobilité des cellules
chargées de nous protéger (les globules blancs ou
anticorps). Mais elle abaisse le seuil de stimulation des récepteurs de la douleur et provoque des
rougeurs ou de la fièvre. En inhibant l'action des
COX, l'aspirine réduit la production de prostaglandine.
En cas de douleurs chroniques (rhumatismes), on prescrit
une forme entérique (synonime d'intestinale) de l'aspirine, c'est-à-dire que le comprimé est enrobé dans une
substance résistant à l'acidité gastrique. L'aspirine est
donc libérée progressivement, ce qui augmente sa durée
d'action.
Action anti-coagulante:
Les cellules endothéliales (qui recouvrent l'intérieur des vaisseaux sanguins) et des plaquettes
sanguines sont riches en COX1. Mais cette dernière aboutit à la formation de deux enzymes différentes selon les cellules. Alors que les cellules
endothéliales fabriquent de la prostacycline, à l'action anti-agrégante et vasodilatatrice, celles des
plaquettes sanguines secrètent au contraire de la
thromboxane, au pouvoir agrégant et vasoconstricteur. C'est l'équilibre entre ces deux enzymes qui
assure
la
fluidité
du
sang.
Lors de la prise d'aspirine, les COX sont inhibées
de façon irréversible. Mais dans les cellules endothéliales, les enzymes se renouvellent en permaLes effets secondaires:
L'effet anticoagulant de l'aspirine prolonge le temps de
saignement. Elle est donc formellement déconseillée aux
hémophiles. Elle attaque aussi la muqueuse intestinale, et
peut provoquer des ulcérations et des saignements, allant
jusqu'à la perforation du tube digestif. Enfin, environ 3%
des gens sont allergiques à l'acide acétylsalicylique.
Attention! Vous n'avalez jamais de l'aspirine pure. On
ajoute des excipients divers (substance neutre qui entre
dans la composition d'un médicament) pour améliorer son
goût, sa solubilité, ou pour amalgamer la substance. L'aspirine est aussi souvent vitaminée, on ajoute alors de
l'acide ascorbique (vitamine C).
En cas de douleurs chroniques (rhumatismes), on
prescrit une forme entérique (synonime d'intestinale) de l'aspirine, c'est-à-dire que le comprimé est enrobé dans une substance résistant à
l'acidité gastrique. L'aspirine est donc libérée
progressivement, ce qui augmente sa durée
numéro 2
35
Des applications à l'infini:
Aujourd'hui encore on découvre chaque jour de nouvelles propriétés à
l'aspirine : elle réduirait les risques de cancer du colon, diminuerait la
croissance des tumeurs cancéreuses. Aux deux âges extrêmes de la
vie, l'aspirine joue un rôle protecteur. En empêchant les caillots sanguins,²
l'aspirine prévient les retards de croissance du fœtus,
souvent dus à une obstruction partielle des vaisseaux alimentant le
placenta. De même, certaines formes de démences séniles dues à des
artères bouchées peuvent être évitées en prenant régulièrement de l'aspirine.
L'aspirine est le médicament le plus consommé au monde : 35 000 tonnes sont produites chaque année, soit 100 milliards de comprimés. Elle
est aussi intégrée à de nombreuses autres préparations : plus de 230
médicaments vendus en France contiennent de l'aspirine.
numéro 2
36
Préparation de l'aspirine:
Nous avons effectué la synthèse de l'aspirine aussi appelée
acide acétylsalicylique, pour cela nous avons introduit
dans un erlenmeyer 7,5g d'acide salicylique, 12mL d'anhydride acétique et 7 gouttes d'acide sulfurique concentré.
Puis après l’avoir chauffer pendant 15 min le contenu de
l'erlenmeyer .
Refroidissement:
Ou nous avons déposer l'erlenmeyer dans un cristallisoir
contenant de l'eau glacée.
Filtration sur buchner:
Schéma:
Puis versé le contenu de l'erlenmeyer dans le buchner.
Cette technique permet d'écouler l'eau dans une trompe en
aspirant l'air contenu dans le flacon afin de procéder à une
aspiration sous vide.
Ainsi il y a une une dépression qui va permettre de sépare
le solide du liquide. C'est ce que l'ont appel l'effet Venturi. Maintenant nous avons obtenu des cristaux d'aspirine
brut.
L'expérience ci-dessus est un peu plus lente
mais complète contrairement aux réactions
d'estérification. Qui consiste à prendre un
alcool plus un acide ce qui donne un ester
plus de l'eau qui produit une réaction non
total et un rendement inférieur à 100%.
Alors que si l'estérification est total on utilise un alcool plus un anhydride éthanique à
la place de l'acide ce qui donne également
un ester et un acide. Ce procédé est plus
lent, plus dangereux mais produit beaucoup
plus de matière. Le rendement trouvé à la
suite de l'expérience se note µ et vaut 0,80
soit 80%.
Purification et recristallisation:
La technique de recristallisation est une étape de repurification que l’on réalise en fin de synthèse. La solution obtenue est filtrée à chaud pour éliminer, les impurtés éventuelles insolubles. Enfin déposé les cristaux dans un bécher puis ajouté 8 mL d'éthanol. Puis chauffé jusqu'à la
dissolution complète du solide. Laisser refroidir, placer le
bécher dans un cristallisoir puis filtrer à nouveau. Maintenant il s'agit de cristaux d'aspirine pur. L'aspirine a une
fonction ester et acide.
BETIN LAUREEN
CARDOT SOLEMNE
DANIEL LESLIE
numéro 2
37
Le journal Nautilus
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t
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s
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La vie du lycée, l’actualité …
Laissez-vous emporter !!
GRATUIT
numéro 2
38

1 [.. POUR LES NULS !..]

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