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2011 - Année internationale de la Chimie
1911-2011 : de la chimie de Marie Curie à la chimie verte
30/09/2011
En cette année 2011, nous fêtons le centième anniversaire du prix Nobel de chimie décerné à Marie Curie en 1911, pour « services rendus à l’avancement de la chimie par sa découverte des éléments radium et polonium, pour avoir isolé le radium et étudié la nature et les composés de cet élément remarquable ». C’est pourquoi les Nations Unies ont décidé de célébrer l’événement en faisant de 2011 l’année internationale de la Chimie. Il est aujourd’hui loin le temps des chimistes découvreurs d’éléments chimiques naturels. Les chercheurs ont trouvé toutes sortes de molécules, avec l’espérance de travailler au service d’une science porteuse de progrès et de solutions pour un monde meilleur ; que l’on pense à la pénicilline, aux antibiotiques, au nylon, etc. Cependant on ne saurait oublier les échecs comme ceux du Thalidomide ou du Distilbène. Au-delà des conséquences sur l’homme ou sur l’environnement (le DDT), on peut rappeler également les catastrophes industrielles, comme Bhopal ou AZF. Depuis lors, les chimistes et les industries chimiques s’attellent en ce début de XXIe siècle, à bâtir une chimie durable, une chimie verte.


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chimie verte


1. Succès et échecs de la chimie du XXe siècle
2. Une nouvelle chimie, la Chimie verte








1. Succès et échecs de la chimie du XXe siècle
Pour se faire une idée de l’importance de la chimie dans notre vie, rien ne sert de courir par monts et par vaux. La lecture des ouvrages de Mireille Defranceschi nous apportera de précieux éclairages sur l’omniprésence de la chimie dans notre quotidien :

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La Chimie au quotidien

Ellipses


 La chimie au quotidien, Ellipses, 2006
L’auteur présente dans ce livre les différents produits chimiques qui font partie de notre vie quotidienne, que ce soient les produits cosmétiques, les textiles, ustensiles de cuisine, les emballages ou les produits de bricolage. En fin d’un ouvrage à la fois vulgarisateur et technique, l’auteur s’attache à présenter la problématique "d’une chimie plus durable".

 La chimie des loisirs, Ellipses, 2009
Avec le même bonheur, l’auteur présente dans le prolongement de son précédent ouvrage "La chimie au quotidien", la chimie des loisirs à travers les consoles de jeux, les DVD, les lecteurs MP3, les chaussures de sport, le téléphone portable...

Dans ce monde chimique à souhait, il n’apparaît pas surprenant que l’industrie ait connu des échecs et des catastrophes.

les limites de la chimie du XXe siècle : échecs et catastrophes

Les molécules découvertes ou redécouvertes par l’industrie chimique n’ont pas toutes révolutionné notre monde. Pire, certaines ont engendré de véritables catastrophes suite à certains effets à long terme sur la physiologie humaine, aux mésusages, aux excès de consommation, aux négligences et aux erreurs humaines. Sans rentrer dans un catastrophisme exacerbé, voici présentés en quelques maux les échecs de la science et de l’industrie chimique :

* la face noire des médicaments
Les scandales successifs autour du Distilbène, du Vioxx et plus récemment du Mediator ont révélé les défaillances et les dysfonctionnements de notre système d’évaluation et de surveillance des médicaments. Ce Point d’Actu fait le tour de la question sur les responsabilités engagées dans l’autorisation de mise sur le marché de ces molécules prescrites par les médecins à leurs patients.

* Nos maisons nous rendent malades
Lorsque nous entendons parler de pollution, nous pensons à l’air extérieur : gaz d’échappements des voitures et rejets industriels. Pourtant, dans nos maisons, au bureau et dans les transports en communs, bon nombre de polluants sont présents. Ce Point d’Actu nous présente les différents polluants résidant chez nous, quelles solutions apporter et les moyens de s’informer sur cette pollution insidieuse.

* Quand l’impensable arrive : les catastrophes industrielles
Ce Point d’Actu fait le point sur quelques catastrophes dont celles de Bhopal, qui fit entre 4 000 et 6 000 morts et près de 360 000 victimes, des 31 morts d’AZF à Toulouse en septembre 2001, ou l’affaire de la dioxine à Seveso.

* Autre catastrophe, celle de la raffinerie de Feyzin
En ce 4 janvier 1966, Lyon tremble : une fuite de gaz provoque un incendie puis une explosion d’une violence spectaculaire. Elle cause la mort de 18 personnes et une centaine de blessés. En quelques instants le site de Feyzin devient la scène d’une des premières grandes tragédies industrielles françaises.

Ces échecs et ces catastrophes ont donné matière à réflexion, puis ont obligé le législateur, les chercheurs et les industriels à édicter des normes prudentielles, telle que la directive Seveso sur les sites industriels potentiellement dangereux.
En amont, les professionnels ont essayé d’analyser et prévenir les risques. C’est le propos du livre  Guide du risque chimique, Bernard Martel, Dunod, 2002
Cet ouvrage se compose de trois parties principales qui traite de la dangerosité des substances chimiques étudiées et employées, des conditions d’exposition de l’homme aux différents usages des molécules et des mesures de prévention à mettre en place.

Néanmoins, à l’aube du XXIe siècle, il est apparu nécessaire de changer d’optique, de promouvoir une autre manière de faire de la chimie : c’est le concept de la chimie verte.


2. définition et principes de la Chimie verte

Le concept de chimie verte a été défini en 1998 par les chimistes américains Paul Anastas et John C. Warner.
La chimie verte prévoit l’utilisation de principes pour réduire et éliminer l’usage ou la génération de substances néfastes pour l’environnement, L’objectif étant de prévenir la pollution en concevant des produits et procédés chimiques permettant de réduire ou d’éliminer à la source l’utilisation et la synthèse de substances dangereuses, plutôt que de se limiter au traitement des déchets produits. Il s’agit ainsi d’inventer de nouveaux procédés chimiques et des voies de synthèses propres, c’est-à-dire respectueuses de l’environnement.

La définition précédente est assez large. Elle a donc été précisée dans :

les douze principes de la chimie verte
  1. Prévention : produire moins de déchets plutôt que d’investir dans l’assainissement ou dans leur élimination.
  2. Economie d’atomes : concevoir les synthèses de manière à maximiser l’incorporation des matériaux utilisés au cours du procédé dans le produit final.
  3. Synthèses chimiques moins nocives : concevoir autant que possible des méthodes de synthèse utilisant et créant des substances le plus faiblement toxiques pour les humains et sans conséquences sur l’environnement.
  4. Conception de produits chimiques plus sûrs : concevoir des produits de manière à répondre efficacement à leur fonction primaire tout en minimisant leur toxicité.
  5. Réduction des solvants et substances auxiliaires : supprimer autant que possible l’utilisation de substances auxiliaires (solvants, agents de séparation, etc.) et utiliser des substances inoffensives.
  6. Amélioration du rendement énergétique : les procédés chimiques ont des besoins énergétiques avec des conséquences sur l’économie et l’environnement. L’objectif de ce principe est de définir des méthodes de synthèse à température et à pression ambiantes.
  7. Utilisation de matières premières renouvelables : lorsque la technologie et les moyens financiers le permettent, les matières premières doivent être renouvelables et non fossiles.
  8. Réduction de la quantité de produits dérivés : réduire ou éliminer autant que possible toute déviation du schéma de synthèse initial par l’utilisation d’agents bloquants, protection / dé-protection, modification du procédé physico-chimique.
  9. Catalyse : du fait de leur efficacité supérieure, favoriser l’utilisation de réactifs catalytiques les plus sélectifs possible.
  10. Conception de substances non persistantes : concevoir les produits chimiques en intégrant leur dissociation en produits de dégradation non nocifs à l’issue de leur durée d’utilisation, afin d’éviter leur persistance dans l’environnement.
  11. Analyse en temps réel de la lutte contre la pollution : élaborer des méthodologies analytiques pour assurer la surveillance et le contrôle, en temps réel et en cours de production, avant apparition de substances dangereuses.
  12. Chimie essentiellement sécuritaire afin de prévenir les accidents : choisir les substances et leurs formes utilisées dans un procédé chimique de façon à minimiser les risques d’accidents chimiques dont les rejets, les explosions et les incendies.



Ces nouvelles problématiques sont, on le voit, nombreuses et interagissantes. Voici une petite sélection pour en savoir plus :

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Quelles sont les Ressources

de la Chimie verte EDP Sciences


 Quelles sont les ressources de la chimie verte ? de Stéphane Sarrade, EDP Sciences, 2008
Nos sociétés industrielles se sont développées autour du pétrole, et les produits chimiques sont très souvent des dérivés pétroliers. Or le pétrole, ses effets et ses dérivés sont de plus en plus encadrés, surveillés ou remplacés : diminution des émissions de gaz à effet de serre, réglementation et surveillance, grâce au programme européen REACH, de la plupart des composés organiques de synthèse, dont certains sont toxiques à long terme pour l’homme et l’environnement.
Pour remédier à la fin du pétrole, et être plus respectueux de l’environnement, l’auteur explique les principes de la chimie verte : moins de matières premières fossiles, moins d’énergie utilisée, moins de sous-produits, moins de déchets, moins de toxicité, plus de matières premières renouvelables, plus de catalyseurs utilisés et plus de recyclage. Puis il nous indique comment se met en pratique la chimie verte à travers de nouveaux produits issus de procédés innovants : utilisation du dioxyde de carbone ou de l’eau supercritique, des membranes d’ultrafiltration et de nanofiltration, des réfrigérants d’un nouveau genre, des piles à combustible, des mousses de décontamination.

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la Chimie verte

Tec & Doc


La chimie verte, coord. Paul Colonna, Tec & Doc, 2006
L’appauvrissement des réserves mondiales d’énergies fossiles et l’implication dans le réchauffement climatique des gaz à effet de serre que leur combustion induit ont infléchi la politique industrielle et énergétique des principaux pays développés. Il s’agit aujourd’hui de réserver le pétrole aux usages pour lesquels il est irremplaçable, de mettre en oeuvre des matières premières renouvelables obtenues à partir de cultures de végétaux, et de rechercher la biodégradabilité des molécules et des objets créés industriellement en intégrant le concept de durée de vie dans leur cycle d’usage souhaité. La chimie verte englobe donc la conception, le développement et l’élaboration des produits et procédés chimiques pour réduire ou éliminer l’usage et la génération des substances dangereuses pour la santé et l’environnement, en inscrivant les modes de fonctionnement actuels de l’industrie chimique dans le cadre plus large du développement durable. Cet ouvrage technique qui s’adresse d’abord aux ingénieurs, aborde les applications de la chimie verte à travers la thématique des biocarburants et celle des multiples filières industrielles concernées par la chimie verte.

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Guide de la chimie verte

Chimedit


 Guide de la chimie verte, des process et du développement durable 2010, Chimedit, 2010
La chimie était partout, la chimie verte sera partout ! Ce guide , comme l’indique le sous-titre, présente "la chimie verte, les bio-technologies, les nano-technologies, les énergies renouvelables, le traitement de l’eau, la gestion des déchets". Ce guide pratique vise à informer le lecteur et lui permettre de trouver des partenaires ou des fournisseurs travaillant à bâtir une chimie plus verte.

 Drôle de chimie, Pierre Laszlo, Le Pommier, 2011
L’auteur de ce livre, éponyme de la conférence proposée plus haut , nous présente dans un style simple, les découvertes de la chimie et les problématiques actuelles liées au réchauffement climatique, à la fin du pétrole bon marché et à la préservation de notre environnement.

Ces nouvelles problématiques sont abondamment abordées dans la revue  l’Actualité chimique.
Parmi les articles, nous avons repéré le n° 353-354 de juin-juillet-août 2011 avec son dossier sur la chimie prépare notre avenir traitant en particulier des économies d’énergie et du développement durable.
On lira également avec intérêt l’article de Jean-Claude Charpentier (n° 351 d’avril 2011) Vous avez dit le génie des procédés moderne vert ?, ou comment produire "durablement" des molécules aux enjeux environnementaux et économiques. L’auteur insiste sur ce nouveau génie chimique et des procédés [qui] requiert une démarche scientifique comportant une approche système intégré multidisciplinaire et multi-échelle de longueur et de temps, appliquée aux différents processus moléculaires et de trasnferts, complexes, simultanés et souvent couplés qui interviennent aux différentes échelles de la chaîne de production chimique [...]

Le CNRS a décidé de dédier un portail à la chimie verte intitulé Chimie 2.0
Ce site internet présente la chimie à travers des résultats de recherche obtenus dans les laboratoires pour répondre aux enjeux sociétaux et planétaires auxquels nous sommes tous confrontés aujourd’hui. Quatre grands questionnements sont ainsi abordés : Maîtriser l’énergie, Respecter l’environnement, Améliorer la santé et Préserver le patrimoine.

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les Mutations de la chimie


Politiquement et économiquement, les autorités françaises se sont penchées sur le berceau de la chimie verte pour aider le développement d’une chimie verte à la française. Cela a fait l’objet d’un rapport du PIPAME (Pôle interministériel de prospective et d’anticipation des mutations économiques), sur les Mutations économiques dans le domaine de la Chimie .
Les rapporteurs mettent en évidence le potentiel d’une chimie durable en France et les pistes qu’il faut suivre pour capter ce potentiel : améliorer la durée intrinsèque de l’industrie chimique, utiliser tous les leviers pour faire face à la rareté de la ressource, intégrer la chimie dans des filières d’avenir. Ces transformations impliquent des évolutions significatives, qu’il faut préparer dès maintenant, en termes de recherche, de compétences, de réglementation, de gouvernance, de politique internationale et d’accompagnement des PME.


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