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Physique
Animations
Jean-Luc Richter - Mai
1997
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Recherche et Visualisation de Molécules sur Internetpar J.L. Richter - Collège J.J.Waltz (Marckolsheim - Bas Rhin) |
Vanilline |
La visualisation de molécules dans l'espace est une activité trés importante au lycée et en classes préparatoires.
L'utilisation des modèles moléculaires dés le collège permet aux élèves d'avoir une vision réaliste de la configuration des molécules et de la répartition de leurs atomes dans l'espace. Ces modèles moléculaires ne suffisent toutefois pas pour visualiser des molécules organiques complexes et ne permettent en général pas de faire des mesures précises de distances entre atomes ou d'angles entre liaisons.
L'utilisation d'un logiciel de modélisation de molécules en trois dimensions paraît donc être une solution élégante tant au point de vue qualitatif que du point de vue des mesures possibles.
Il existe un certain nombre de logiciels permettant de réaliser des molécules et de les visualiser dans l'espace. Malheureusement, ces logiciels sont souvent compliqués à utiliser et demandent un apprentissage long de la part des élèves et des enseignants. La solution la plus simple est alors de se rabattre sur les exemples limités fournis avec ces logiciels dont il ne faut également pas négliger le coût, souvent élevé.
Heureusement, la solution à tous ces problèmes arrive grâce à Internet !
La présence sur le réseau Internet de toutes les universités et des centres de recherches du monde entier en fait un énorme laboratoire où chacun partage ses informations. Depuis longtemps les scientifiques se sont posés le problème de la modélisation de molécules qui a été résolu en laissant chaque laboratoire modéliser les molécules sur lesquelles il travaillait. Rapidement s'est constituée sur Internet une gigantesque base de données regroupant plusieurs dizaines de milliers de molécules prêtes à être visualisées.
L'un des principaux format retenu est le format PDB (Brookhaven Protein Databank) sous lequel on trouve actuellement le plus de molécules. Le principal avantage de ce format tient dans la taille trés réduite de ses fichiers : de 1 à 6 ko. L'autre avantage pour l'enseignement est qu'il existe des logciels totalement gratuits permettant de visualiser ce format.
Un autre format très intérressant est le format XYZ (Minesota Supercomputer center's Xmol) qui gère les animations et permet de reconstituer des mécanismes réactionnels.
Un accés à Internet dans un établissement scolaire - comme ce sera le cas de tous les établissements de l'académie de Strasbourg dés la rentrée 1997-1998 - va permettre à un enseignant de récupérer n'importe quelle molécule sur le réseau mondial. Cette recherche se fera de façon extrèmement rapide et précise à l'aide des bases de données universitaires dont l'accés est totalement libre. Il est ainsi possible de rechercher une molécule d'après son nom (anglais !), sa masse molaire, sa température de fusion ou de vaporisation et bien d'autres paramètres.
Quelques exemples de bases de données :
Une fois la molécule trouvée, elle pourra être visualisée directement dans le logiciel de navigation internet grâce au plug-in CHIME (Windows 3.1, Windows 95, MacIntosh, PowerMac et SGI) ou bien enregistrée sur le disque dur pour une visualisation hors connection avec le logiciel RASMOL 2 (Windows, MacIntosh, PowerMac, Unix, VAC et RISC).
Une fois que vous aurez récupréré et installé CHIME, vous pourrez visualiser quelques exemples de molécules.
Avec ces outils, il est donc simple et peu coûteux de constituer une collection de molécules qui pourront servir à une scéance de travaux pratiques avec des élèves. Au cours de cette scéance, l'utilisation de RASMOL 2 permettra aux élèves de faire bouger la molécule dans l'espace pour la visualiser sous tous ses angles, de changer les couleurs, de visualiser le nom des atomes, de réaliser des mesures d'angles et de distance et d'effectuer des rotations autours d'une liaison pour observer les différentes conformations spaciales de la molécule.
Informations Complémentaires :
- Chime et Internet Explorer : problèmes de visualisation de fichier local.
- Les différents formats de Chime
- Les différentes fonctions de Chime
- Travailler avec Rasmol
- Créer ses propres molécules
- Compilation de molécules au format PDB
J.L. Richter - Avril 1997