PHOTOCHIMIE

Applications de la photochimie

Parmi les réactions photochimiques les mieux comprises, on peut citer l' isomérisation cis-trans des composés alcéniques par excitation directe (état singulet excité) ou photosensibilisée (état triplet). En prenant le cas du 1,2 dichloroéthylène déjà cité à propos de la différence de conformation des molécules à l'état fondamental et à l'état excité, on comprend facilement que la désactivation de l'état excité peut aussi bien conduire à la molécule initiale cis qu'à la molécule trans.

Un résultat spectaculaire annoncé dans les années soixante concerne l'isomérisation du benzène à l'état liquide qui donne, sous l'influence d'un rayonnement de longueur d'onde 253,7 nm (lampe à vapeur de mercure), du benzvalène (a) et du fulvène (b), alors que, irradié dans le domaine 166-200 nm, il donne du fulvène (a), du benzvalène (b) et du benzène dit de Dewar (c) :

Les réactions photochimiques ont eu, sans aucun doute, un rôle déterminant dans l'évolution de l'atmosphère terrestre et, par voie de conséquence, dans la vie sur notre planète.

Avant l'apparition de la vie, la source principale d'oxygène a dû être la photolyse de l'eau, mais la concentration devait être très faible, environ mille fois moins élevée que la concentration actuelle. Cela semble confirmé par le fait que les molécules qui sont à l'origine des substances du monde vivant sont détruites par la lumière solaire en présence d'oxygène. La quantité actuelle d'oxygène est due essentiellement au processus de photosynthèse.

Un problème qui revêt aujourd'hui une grande importance est la pollution atmosphérique dont certains aspects sont d'ordre photochimique (smog photochimique). La lumière solaire agissant sur le mélange gazeux issu des tuyaux d'échappement des automobiles et constitué par de l'oxyde nitrique NO et des hydrocarbures, en présence d'oxygène, produit de l'ozone O₃ et de l'anhydride nitreux NO₂ en quantité suffisante parfois, par exemple à Los Angeles, pour irriter les voies respiratoires et colorer l'atmosphère.

La photosynthèse est certes le processus biologique le plus important dépendant de la lumière. La lumière du soleil absorbée par la chlorophylle, associée à d'autres composés dans le chloroplaste, donne lieu à des réactions complexes que l'on peut globalement et schématiquement représenter par :

Le phénomène primaire de la vision est aussi un processus photochimique qui a lieu dans les cellules en bâtonnets et en cônes de la rétine. La lumière agit sur le rétinal, composé étroitement lié à la vitamine A, qui se trouve dans le pigment visuel. L'étape primaire semble être la photo-isomérisation du 11-cis-rétinal, en rétinal totalement trans. Cette réaction du pigment visuel, sensible à l'action d'un seul photon, serait capable d'activer un bâtonnet. Il faut cependant plusieurs quanta pour produire une sensation visuelle. Bien que des organes très perfectionnés de la vision se soient développés sous des aspects très différents, chez les Arthropodes, chez les Mollusques et chez les Vertébrés, le processus primaire de la vision est identique dans tous les cas.

Industriellement, la photochimie a fait sa plus grande percée dans le domaine de la fixation des polymères sur différentes surfaces, par exemple le « séchage » des encres d'imprimerie ou la fabrication de circuits électroniques.[...]