Quels livres pour apprendre la chimie ?
La chimie a une particularité désagréable parmi les sciences : le curieux qui veut s'y remettre tombe presque toujours sur un manuel de classe préparatoire, et il le referme avant la page quinze. Non parce que le contenu est faux, mais parce que ce livre a été conçu pour être expliqué par quelqu'un, à un rythme imposé, avec des colles chaque semaine. Sorti de ce dispositif, il ne fonctionne pas.
L'autre écueil est symétrique. Beaucoup de lecteurs restent toute leur vie du côté de la vulgarisation, enchaînent les livres agréables sur les molécules du quotidien, et découvrent au bout de trois ans qu'ils ne savent toujours pas équilibrer une équation ni calculer une concentration. Les deux rayons existent, ils ne servent pas à la même chose, et le principal service qu'on puisse vous rendre est de vous dire à quel moment passer de l'un à l'autre.
Voici cinq livres, dans un ordre qui tient compte de cette bascule.
Deux rayons qu'il faut cesser de confondre
D'un côté, les livres qui racontent la chimie. Ils vous donnent le vocabulaire, les grandes idées, l'histoire des découvertes, et surtout une raison de continuer. Ils se lisent le soir, sans crayon.
De l'autre, les cours. Ils vous donnent des outils de calcul et des modèles quantitatifs. Ils ne se lisent pas, ils se travaillent, avec un cahier ouvert et une calculatrice. Un chapitre de vingt pages y prend trois heures.
Le passage de l'un à l'autre est un moment précis, et vous le reconnaîtrez facilement. Il arrive quand la vulgarisation commence à vous frustrer, quand vous lisez « la réaction se déplace vers la droite » et que vous voulez savoir de combien, exactement, et pourquoi. Tant que cette question ne vous démange pas, restez dans le premier rayon, vous n'êtes pas prêt et rien ne presse.
Premier livre : Hayley Birch, « 50 clés pour comprendre la chimie »
Hayley Birch, « 50 clés pour comprendre la chimie » (Dunod, édition française parue en 2018, 208 pages, traduit de l'anglais) Voir à la Fnac50 clés pour comprendre la chimie, de Hayley Birch (lien affilié, ouvre un nouvel onglet). Aucun prérequis.
Cinquante notions, quatre pages chacune, un schéma et une frise par notion. Vous passez des atomes aux isotopes, des acides aux catalyseurs, de la photosynthèse aux nanotechnologies. Hayley Birch est journaliste scientifique, elle a écrit pour Nature, New Scientist et Chemistry World, et cela s'entend : chaque entrée est construite pour être comprise par quelqu'un qui n'a rien demandé.
Ce qu'il vous apprend précisément : le vocabulaire et la topographie du domaine. Après ce livre, vous savez ce que recouvrent les mots liaison covalente, équilibre, oxydoréduction, chiralité. Vous savez aussi quelles sous-disciplines existent, ce qui vous évite d'acheter un ouvrage de chimie analytique en croyant faire de la chimie des matériaux.
Ce qu'il ne vous apprend pas : à calculer quoi que ce soit. Le format en double page interdit toute démonstration. C'est un atlas, pas un guide de randonnée.
Deuxième livre : Yann Verchier et Nicolas Gerber, « Vous avez dit chimie ? »
Yann Verchier et Nicolas Gerber, « Vous avez dit chimie ? De la cuisine au salon, des molécules plein la maison » (Dunod, deuxième édition en 2014, 176 pages) Voir à la FnacVous avez dit chimie ? De la cuisine au salon, des molécules plein la maison, de Yann Verchier et Nicolas Gerber (lien affilié, ouvre un nouvel onglet). Aucun prérequis.
Le livre visite une maison, pièce par pièce, et explique pourquoi les bonbons piquent, pourquoi une crème hydrate, pourquoi un parfum sent longtemps. Yann Verchier est enseignant-chercheur, ce qui lui évite l'écueil habituel de ce genre de titre : l'anecdote sans mécanisme. Ici, les explications tiennent vraiment debout.
Ce qu'il vous apprend précisément : que les notions abstraites du premier livre ont des conséquences que vous constatez tous les jours. La tension superficielle cesse d'être une définition quand vous comprenez ce que fait un tensioactif dans votre liquide vaisselle. C'est ce transfert-là qui fixe les connaissances, bien plus que la relecture.
Ce qu'il ne vous apprend pas : la structure de la discipline. Le parcours est thématique, presque promenade, et laisse des trous énormes. Lisez-le après Birch, pas avant, sinon vous accumulerez des explications isolées sans savoir où les ranger.
Troisième livre : Primo Levi, « Le Système périodique »
Primo Levi, « Le Système périodique » (Albin Michel, traduit de l'italien par André Maugé, l'original date de 1975) Voir à la FnacLe Système périodique, de Primo Levi (lien affilié, ouvre un nouvel onglet). Aucun prérequis.
Vingt et un chapitres, vingt et un éléments. Argon, hydrogène, zinc, fer, nickel, plomb, chrome, carbone. Levi était chimiste de métier avant d'être déporté à Auschwitz, et il a repris ce métier après. Chaque élément sert de porte d'entrée à un épisode de sa vie, mais aussi à une leçon de méthode : ce que c'est que d'analyser un échantillon, de rater une synthèse, de comprendre enfin d'où venait l'impureté.
Ce qu'il vous apprend précisément : ce que fait un chimiste, geste par geste, et pourquoi il le fait. Le chapitre sur le nickel, où Levi tente d'extraire du métal d'une roche stérile, en dit plus long sur la démarche expérimentale que n'importe quel chapitre d'introduction méthodologique.
Je vous le donne comme troisième étape et non comme lecture facultative, pour une raison précise. Ce qui suit est aride, et il vaut mieux avoir une image de la chimie comme activité humaine avant d'attaquer six cents pages de cours. Ce livre-là vous fournira du carburant pour tenir.
Quatrième livre : Paul Arnaud, « Chimie générale »
Paul Arnaud, « Chimie générale » (Dunod, collection Les cours de Paul Arnaud, neuvième édition, avec 330 questions et exercices corrigés et 200 QCM) Voir à la FnacChimie générale, de Paul Arnaud (lien affilié, ouvre un nouvel onglet). Prérequis : niveau de terminale scientifique en mathématiques, logarithmes et exponentielles compris.
Voilà le vrai cours. Structure de la matière, liaison chimique, thermodynamique chimique, cinétique, équilibres en solution. La particularité de cet ouvrage, et ce qui le rend utilisable seul, est son ordre : Arnaud fait toujours comprendre le phénomène avant d'en donner la formulation abstraite. Beaucoup de manuels font l'inverse et perdent leur lecteur dès la troisième page.
Ce qu'il vous apprend précisément : à calculer. Un pH, une constante d'équilibre, une enthalpie de réaction, une vitesse. Vous quittez le registre du récit pour celui de la prédiction, et c'est à ce moment seulement que vous commencez à faire de la chimie plutôt qu'à en entendre parler.
Comptez huit à douze mois si vous travaillez seul quelques heures par semaine, et ne culpabilisez pas si les trois premiers chapitres prennent deux mois à eux seuls. Le rythme s'accélère ensuite.
Cinquième livre : Paul Arnaud, « Exercices résolus de chimie générale »
Paul Arnaud, « Exercices résolus de chimie générale » (Dunod, même collection, plus de trois cents exercices avec solutions détaillées) Voir à la FnacExercices résolus de chimie générale, de Paul Arnaud (lien affilié, ouvre un nouvel onglet). Prérequis : le cours précédent, en parallèle.
Ce n'est pas un cinquième livre optionnel, c'est la moitié manquante du quatrième. Voici l'opinion que je défends sans nuance : un cours de chimie lu sans exercices ne vous apprend rigoureusement rien de durable. Vous aurez l'impression d'avoir compris le chapitre sur les équilibres, et vous serez incapable de traiter le premier exercice venu, parce que comprendre une démonstration et savoir choisir la bonne relation devant un énoncé sont deux compétences différentes.
Ce qu'il vous apprend précisément : à reconnaître un type de problème. Après trente exercices sur les solutions aqueuses, vous voyez immédiatement si une question relève d'un dosage, d'un équilibre acido-basique ou d'un calcul de solubilité. Cette reconnaissance-là ne s'obtient que par le volume.
La méthode qui fonctionne : lisez un chapitre du cours, faites les exercices correspondants le jour même, et reprenez les corrigés une semaine plus tard sans regarder vos notes. C'est fastidieux et c'est le seul chemin.
Par où ne pas commencer
Les tout-en-un de classe préparatoire, PCSI ou MPSI. Ils sont excellents dans leur contexte, et ce contexte comprend un professeur, un emploi du temps et des évaluations. Mille deux cents pages sans hiérarchie de lecture découragent à peu près tout le monde en autoformation. Si vous en avez déjà acheté un, gardez-le comme complément, pas comme colonne vertébrale.
La chimie organique en premier. C'est probablement l'erreur la plus coûteuse. Les mécanismes réactionnels, les flèches courbes, la nucléophilie, tout cela découle de la structure électronique et de la polarité des liaisons, que vous voyez en chimie générale. Attaquée d'emblée, l'organique devient un exercice de mémorisation sans logique apparente, et beaucoup d'étudiants en concluent que la chimie ne leur convient pas. Elle leur convenait, l'ordre était mauvais.
Les ouvrages de chimie du quotidien à visée militante, dans les deux sens. Ceux qui promettent de vous débarrasser de toutes les molécules de synthèse comme ceux qui expliquent que rien n'est jamais dangereux vous vendent une conclusion, pas une méthode. La question utile est toujours celle de la dose, de l'exposition et du protocole d'étude, et un livre qui ne pose pas ces trois questions n'est pas un livre de chimie.
Enfin, méfiez-vous des ouvrages qui promettent la chimie sans mathématiques au niveau du cours. La chimie quantitative est mathématique par nature. Le niveau requis reste modeste, mais il n'est pas nul, et un livre qui prétend l'annuler escamote justement les parties qui donnent du pouvoir de prédiction.
Ce que les livres ne feront pas à votre place
Ils ne vous donneront pas de gestes. La chimie est une science expérimentale, et lire vingt chapitres sur les dosages ne vous apprendra pas à voir un virage colorimétrique ni à sentir qu'une burette coule trop vite. Si l'occasion se présente, un atelier de fête de la science, un cours du soir au Cnam ou un club d'un centre culturel scientifique vaudra trois manuels sur ce point précis.
Ils ne vous corrigeront pas. Un corrigé vous dit que votre résultat est faux, il ne vous dit pas où votre raisonnement a dérapé. C'est la limite dure de l'autoformation en sciences dures, et un forum sérieux ou un étudiant en licence à qui poser des questions la lève instantanément.
Ils ne vous protégeront pas non plus. Il circule beaucoup de contenus d'expériences maison sur les réseaux, dont certains mélangent des produits ménagers courants avec des conséquences réelles. Aucun livre de vulgarisation ne vous rend compétent pour improviser des manipulations chez vous, et la prudence élémentaire consiste à ne rien mélanger dont vous ne connaissez pas l'équation.
Après ces cinq livres
Vous aurez une carte, deux ancrages dans le concret, et un cours de première année réellement travaillé. C'est un niveau qui permet de lire un article scientifique de vulgarisation sans être passif, et de comprendre un débat public sur les pesticides ou les batteries autrement que par les opinions.
La suite se choisit par affinité. Si les mécanismes vous ont plu, la chimie organique devient enfin abordable et le cours d'Arnaud a son pendant dans ce domaine. Si c'est l'énergie qui vous intéresse, la thermodynamique chimique et l'électrochimie ouvrent sur les batteries et la catalyse. Si c'est le vivant, la biochimie vous attend, et la physique comme la biologie traitent des mêmes objets par d'autres portes.
Si les chapitres de calcul vous ont freiné, ne vous acharnez pas : une remise à niveau en mathématiques faite proprement débloque plus de choses que trois relectures du même chapitre. Le reste de la collection quels livres acheter pour apprendre à applique la même logique à d'autres disciplines, et le catalogue par genres vous aidera à repérer les collections de poche scientifiques, qui sont souvent le meilleur rapport entre le sérieux et le confort de lecture.
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