Approche moléculaire de la santé et du vivant, chimie organique et TP de chimie

Cours théorique
Introduction
Première partie : Les états de la matière
1. L'état gazeux ; 2. L'état liquide ; 3. L'état solide ; 4. Les changements d'état ; 5. Les solutions
Deuxième partie : Atomes et molécules
6. La structure de l'atome ; 7. Configurations électroniques et propriétés périodiques ; 8. La liaison chimique ; 9. Forme et géométrie moléculaire ; 10. La spectroscopie moléculaire
Troisième partie : Les réactions chimiques
11. La cinétique chimique ; 12. La thermodynamique chimique ; 13. Les équilibres chimiques ; 14. Les équilibres de solubilité ; 15. Les équilibres d'oxydo-réduction ; 16. Les équilibres acido-basiques
Quatrième partie : Chimie organique
17. Introduction à la chimie organique ;  18. Réactions, réactifs et réactivité en chimie organique ; 19. Les réactions acido-basiques en chimie organique ; 20. Les réactions d'oxydo-réduction en chimie organique ; 21. L'isomérie ; 22. Les réactions d'addition ; 23. Les réactions d'élimination ; 24. Les réactions d'addition-élimination ; 25. Les réactions de substitution ; 26. La chimie des carbanions
Travaux pratiques
1. Les méthodes d’analyse ; 2. Les relations d'équilibre ; 3. Les réactions d'oxydo-réduction ; 4. Les titrages acide – base ; 5. La nature et le rôle des solutions tampon ; 6. La purification et le dosage de molécules organiques (cas de la vitamine C et d'un acide organique).

Les objectifs généraux du cours théorique sont, entre autres :

• de présenter les concepts fondamentaux et certaines applications dans le domaine de la chimie, tant minérale qu'organique,
• de fournir les différentes bases théoriques indispensables, aussi bien en vue d'une bonne compréhension des enseignements ultérieurs (biochimie, physiologie, histologie, biologie moléculaire, pharmacologie, etc.) qu'à l'exercice futur de la profession,
• d'initier l'étudiant aux méthodes de raisonnement et à la démarche scientifique.

A l'issue du cours théorique, l'étudiant sera capable :

• de connaître les notions de base de chimie (tant minérale qu’organique) et de les appliquer dans le domaine des sciences de la santé,
• de maîtriser et d'expliquer l'origine, les propriétés et le rôle des substances impliquées dans des processus chimiques et/ou biologiques,
• de démontrer une loi ou un théorème chimique,
• de restituer et d'appliquer les lois physico-chimiques qui régissent les différents états de la matière,
• d'appliquer les concepts théoriques développés au cours (équations chimiques, relations mathématiques, etc.) dans une situation pratique concrète,
• de résoudre des problèmes dans le cas de réactions complètes et de réactions aboutissant à un état d'équilibre,
• d'utiliser les notions théoriques exposées au cours pour expliquer des phénomènes de la vie courante et des phénomènes dans le domaine des sciences de la santé,
• d'exploiter les acquis du cours afin de résoudre un problème donné,
• de construire, de traiter, d'analyser et d'interpréter des tableaux, diagrammes et graphiques relatifs à des problèmes de chimie pour en tirer les informations pertinentes,
• d'accomplir des tâches complexes en mobilisant ses connaissances,
• de développer des mécanismes d'appropriation du cours en vue de la résolution de problèmes transversaux,
• d'utiliser et d'appliquer les notions de chimie à travers son cursus et dans son métier.

Certains objectifs reprennent plusieurs notions du cours, abordées dans différents chapitres. Il est donc nécessaire de bien se rendre compte des différents points utiles à la finalisation d'un objectif.
Les objectifs généraux des travaux pratiques sont, entre autres, de développer les qualités d'observation, de raisonnement, de synthèse et de rigueur scientifique.
A l'issue des travaux pratiques, l'étudiant sera capable :

• d'identifier les pistes de recherche propres à une situation expérimentale donnée,
• de concevoir ou d’adapter une procédure expérimentale,
• de collecter les informations pertinentes par la recherche expérimentale, l'observation et la mesure,
• d'exprimer, de structurer, de valider et de synthétiser les résultats obtenus,
• d’analyser, de communiquer et de discuter ses résultats.

En dehors de l'apprentissage d’un minimum de techniques, le laboratoire de chimie a pour but essentiel d'initier les étudiants au travail qualitatif et quantitatif le plus soigné, le plus exact et le plus précis possible. De plus, il leur fournira les bases techniques de manipulation indispensables pour la poursuite de leur cursus.

Connaissances et compétences pré-requises ou co-requises

Notions de chimie de base enseignées dans l'enseignement secondaire : classification de la matière, structure atomique et tableau périodique, liaison chimique, nomenclature inorganique, fonctions chimiques (acides, bases, oxydes, sels), équations chimiques, aspects quantitatifs (notion de mole, de masse molaire, de volume molaire, de concentration, de masse volumique, de densité, de dilution, de composition centésimale, etc.), stœchiométrie (quantités proportionnelles et en excès), notions d'oxydo-réduction et de pH.

Cours ayant celui-ci comme pré-requis

Cours magistral en présentiel en auditoire (79h) et/ou à distance sous forme d'un exposé avec diaporama PowerPoint; séminaires d'exercices dirigés (36h) illustrant les notions vues au cours théorique; travaux pratiques de laboratoire (26h)
Le cours théorique et les séminaires d'exercices dirigés pourront, le cas échéant, faire l'objet d'un film, d'un podcast, d’un document pdf et/ou de diapositives sonorisées.
Le cours, les exercices dirigés et les travaux pratiques comptent pour 10 crédits ECTS.
Le COURS THEORIQUE de « Approche moléculaire de la santé et du vivant, chimie organique et TPs de chimie » (CHIMG-1106) est donné au premier quadrimestre par Pascal LAURENT les lundi, mercredi et vendredi, à raison de deux ou quatre heures par jour, selon l'horaire affiché aux valves électroniques (TimeEdit). Le cours théorique se déroule en présentiel et/ou à distance et fera, le cas échéant, l'objet d'un film, d'un podcast, d’un document pdf et/ou de diapositives sonorisées.
Les SEMINAIRES D’EXERCICES DIRIGES sont des séances obligatoires de deux ou quatre heures qui ont lieu toutes les semaines à partir du mois de septembre, selon l'horaire affiché aux valves électroniques (TimeEdit). Ces séminaires se déroulent en présentiel et/ou à distance et feront, le cas échéant, l'objet d'un film, d'un podcast, d’un document pdf et/ou de diapositives sonorisées. Chaque séminaire comprend des applications numériques, des travaux personnels et des exercices de « défi ». Les séminaires sont discutés par petits groupes d'étudiants guidés par un assistant. Les travaux personnels et les exercices de « défi » ont pour but d’aider les étudiants à mieux maîtriser les concepts de base de la chimie en les invitant à résoudre individuellement divers exercices et applications numériques. Ces travaux et exercices sont à effectuer à domicile. Certains seront discutés à la séance suivante de séminaires ; quant aux autres, ils peuvent être discutés lors des permanences de la guidance en chimie.
Les TRAVAUX PRATIQUES DE LABORATOIRE sont des séances obligatoires de quatre heures qui ont lieu dans les laboratoires E1.3.301 et E1.3.313 (Erasme). Une présentation générale obligatoire sera effectuée en auditoire lors d’une séance début février. Les séances de travaux pratiques sont divisées en six modules. Un rapport de laboratoire est demandé à la fin de chaque module. Chaque manipulation s'effectue en binômes (2 étudiants). Le programme des séances de laboratoire sera affiché sur le site du cours de chimie, présent sur la plateforme de l’Université Virtuelle de l'ULB (uv.ulb.ac.be). Chaque séance est précédée d’une brève introduction technique. Les étudiants universitaires n'étant pas destinés, en principe, à devenir de simples exécutants, il va de soi qu'il leur sera exigé à tout instant un maximum de compréhension des principes physicochimiques qui sont à la base des manipulations.

Références, bibliographie et lectures recommandées

Lectures obligatoires :
Chimie générale :
« Exercices et méthodes de chimie générale » (3e édition), Baeyens-Volant, D. ; Laurent, P. ; Warzée, N., Editions Dunod, 2022.
« Chimie générale, chimie des solutions : exercices et méthodes » (3e édition), Baeyens-Volant, D. ; Laurent, P. ; Warzée, N., Editions Dunod, 2024.
Chimie organique :
« Exercices et méthodes de chimie organique pour les sciences de la vie » (2e édition), Baeyens-Volant, D. ; Laurent, P. ; Warzée, N., Editions Dunod, 2024.
Ces ouvrages peuvent être achetés aux Presses Universitaires et sont disponibles à la bibliothèque des sciences de la santé (Erasme) et à la bibliothèque des sciences et techniques (Solbosch).

Support(s) de cours

• Syllabus
• Université virtuelle
• Podcast

Informations complémentaires

La compréhension et la capacité d'appliquer des concepts développés dans les différentes activités d'apprentissage de cet enseignement nécessitent, concernant le cours théorique :

• de maîtriser les prérequis avant la rentrée,
• la participation à une auto-évaluation des connaissances de bases en chimie grâce à « l'objectif réussite » (directement disponible sur le site de la guidance en chimie),
• une prise de notes au cours pour compléter les diapositives fournies,
• la révision de la matière du cours précédant et la résolution des exercices proposés à l'issue du cours théorique,

En ce qui concerne les séances d’exercices dirigés, une participation active à ces séances est indispensable. Pour que ces séances soient efficaces, il est impératif de les préparer soigneusement à l'avance, en rédigeant les réponses aux questions, en essayant de résoudre les problèmes numériques proposés et en visionnant le cas échéant les documents fournis avec les énoncés sur la plateforme de l’Université Virtuelle de l’ULB (uv.ulb.ac.be).
En ce qui concerne les travaux pratiques, chaque manipulation de laboratoire fait l'objet d'un test rapide en début de séance. Il est donc indispensable d'avoir préparé la séance. Un rapport de laboratoire complété sera rendu à la fin de chaque module.

Contacts

Pascal LAURENT, Laboratoire d'Enseignement de la Chimie, Campus Erasme, Route de Lennik 808, CP 609, 1070 Bruxelles - tél. 02/555 67 81 - fax 02/555 67 82 - email : Pascal.Laurent@ulb.be

Campus

Erasme

Méthode(s) d'évaluation

• Examen écrit
• Examen pratique
• Autre

Examen écrit

Examen pratique

Autre

Evaluation formative
Deux auto-évaluations des connaissances de bases en chimie seront proposées aux étudiants grâce à « l'objectif réussite » (directement disponible sur le site de la guidance en chimie). La première aura lieu dans le courant du mois d'octobre et la deuxième dans le courant du mois de novembre. Cette évaluation consiste en vingt exercices de prérequis en chimie sous forme de QCM. Si les résultats de chaque test sont égaux ou supérieurs à 12/20 et que le résultat à la question de prérequis de l’examen écrit de « Chimie Théorie » est égal ou supérieur à 12/20, un bonus correspondant à 0,5 point sur la note finale sur 20 de l'examen de « Chimie Théorie » sera attribué. Ce bonus n'est valable que pour l'année académique en cours et pourra être attribué en janvier, en juin et en août.
Par ailleurs, un syllabus reprenant les questions des examens d'années antérieures est disponible aux Presses Universitaires. Un examen blanc sera proposé aux étudiants vers la mi-novembre et sera corrigé en auditoire lors du dernier cours.
Evaluation certificative
Plusieurs examens sont organisés dans le cadre de l'unité d'enseignement « Approche moléculaire de la santé et du vivant, chimie organique et TPs de chimie ».
Un premier examen écrit (questions ouvertes, exercices et/ou QCM), organisé en janvier, portera sur l’ensemble de la matière (tant sur la théorie que sur les exercices) du premier quadrimestre (« Chimie Théorie »). Selon les circonstances, il se déroulera en présentiel ou à distance. Cet examen est dispensatoire : les étudiants ayant obtenu une note ≥ 10/20 ne doivent plus présenter l’examen de « Chimie Théorie ». Cependant, un examen écrit similaire (en présentiel ou à distance, comportant diverses modalités : exercices et/ou QCM et/ou questions ouvertes) doit obligatoirement être représenté en juin pour les étudiants dont la note de janvier serait < 10/20.
Pour les exercices, la note tient compte du raisonnement appliqué, de la réponse numérique obtenue par ce raisonnement et des chiffres significatifs indiqués.
En ce qui concerne la « Pratique de laboratoire », les rapports remis lors de chaque séance de Travaux Pratiques en Laboratoire et les notes éventuelles des travaux préparatoires aux séances de TP représenteront 50% de la note de « Pratique de laboratoire ». Les manipulations de travaux pratiques comptent pour les deux sessions et ne seront donc organisées qu’une seule fois. Un examen pratique en laboratoire obligatoire est organisé en juin. Cet examen portera sur l'ensemble des manipulations de laboratoire et correspondra à 50% de la note finale de « Pratique de laboratoire ». La présence aux travaux pratiques étant obligatoire, plus d'une absence, justifiée ou non, donnera lieu à une note d’absence pour la « Pratique de laboratoire » et donc une note d’absence à l’UE.
L'éventuelle 2e session comprend un examen pratique de laboratoire et un examen écrit (en présentiel ou à distance, comportant diverses modalités : exercices et/ou QCM et/ou questions ouvertes), portant sur l'ensemble de la matière du cours théorique de chimie.

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles)

La note finale de l'unité d'enseignement sera calculée par une moyenne harmonique pondérée (avec un poids de 75 % pour la note de « Chimie Théorie » et de 25 % pour la note de « Pratique de laboratoire ») entre les notes des deux examens.
En cas d'échec à l'Unité d'Enseignement CHIM-G-1106 (note finale < 10/20) en 1e session, l'étudiant ne représente en 2e session QUE la partie échouée en juin (« Chimie Théorie » et/ou « Pratique de laboratoire »). Son autre note est reportée d'une session à l'autre.
En deuxième session, la note de l’UE sera calculée de la même façon qu'en 1e session.
Les notes de « Chimie Théorie » et de « Pratique de laboratoire » font l'objet d'un report d'une session à l'autre mais également d’une année à l’autre. Les étudiants doubleurs qui ont réussi l’examen « Chimie théorie » ou l’examen de « Pratique de laboratoire » sont donc dispensés de la matière réussie.

Langue(s) d'évaluation

• français