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La chimie s'habille en vert

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Bordeaux, 29 août - 1er septembre. Le 9ème congrès de la FECS (Federation of European Chemical Society) était centré sur le devenir des polluants dans l’environnement. Il a aussi mis l’accent sur le concept de chimie v

Principale leçon de ce congrès : il a montré à quel point il fallait encore développer la chimie analytique pour détecter les polluants et leurs métabolites dans tous les compartiments de l’environnement et ainsi comprendre les voies de transport et les mécanismes de dégradation lorsqu’ils existent.

Il a aussi mis l’accent sur le concept de chimie verte, une chimie idéale sans impact majeur sur l’environnement, un formidable défi pour cette science et cette industrie, comme l’a expliqué Paul Anastas, le créateur du concept.

Que deviennent votre shampooing une fois que vous avez les cheveux propres, vos gaz d’échappement, les produits d’extinction des incendies de forêts, le médicament qui vous a soulagé… ? Tout le monde le sait, mais n’en a pas conscience : ils se retrouvent dans l’environnement où dans les cas les plus favorables ils seront dégradés en produits inoffensifs et leurs atomes recyclés naturellement.

Cela dit, bien plus souvent ils se promèneront dans l’eau, dans l’atmosphère, resteront quelque temps dans un sol, sans oublier leur passage dans le monde vivant y compris chez l’homme. C’est ainsi que l’on retrouve des PCB (polychlorobiphényls) dans nos graisses, depuis peu des dérivés fluorés etc.

L’alerte a été donnée depuis de nombreuses années sur cette pollution qui envahit la terre entière, mais les choses bougent trop lentement. Philippe Guarrigues du Laboratoire de physico-chimie des systèmes naturels, organisateur du congrès ne mâche pas ses mots «on court au désastre et l’on continue à parler de croissance. Dans les années 1960/70 la pollution industrielle était visée, ensuite il y a eu la pollution agricole par les engrais et les pesticides, à l’avenir c’est la pollution individuelle qui est en cause, par les produits de soins corporels (600 kt en France de savons, dentifrices etc, une marée blanche) et les médicaments.»

Il ne s’agit pas de culpabiliser les individus mais de leur faire prendre conscience que leurs comportements sont totalement dans la préoccupation environnementale.

D’où deux sujets d’avenir pour les chimistes et les industriels : le développement de méthodes analytiques pour répondre aux besoins qui s’accroissent et l’instauration d’une chimie verte, dont les procédés, les produits aient un faible impact sur l’environnement.

Les nouveaux polluants

Comme l’a souligné Philippe Quevauviller de la Commission européenne, la directive sur l’eau qui a pour objectif le bon état écologique des eaux en 2015, va imposer un développement très important de l’analyse et les fabricants d’appareils et de consommables ont un marché assuré. Il faudra analyser les polluants connus et ceux qui arrivent. Sans parler du travail qu’il reste à faire sur les produits “classiques“ que sont les HAP hydrocarbures aromatiques polycycliques et surtout leurs métabolites, on voit apparaître (pas seulement dans l’eau) les produits fluorés.

Ces produits “magiques“ pour éteindre les feux, rendre imperméables et anti-taches les tissus, les chaussures sont aussi des molécules très stables. Ce sont des produits entièrement nouveaux dont on ne connaît pas le comportement explique Pim de Voogt professeur associé à l’université d’Amsterdam. «On a d’abord trouvé les PFA composés alkylés perfluorés dans le corps des travailleurs de la chimie les plus exposés, puis maintenant (à des doses faibles) dans le public, preuve de leur dissémination. Ces composés halogénés n’ont pas un comportement comparables aux composés chlorés et bromés, précisément parce qu’il s’agit du fluor. Ils ne sont pas bio-disponibles, donc pas biodégradables ; hydrophobes et oléophobes ils se retrouvent toujours aux interfaces. La société 3M a arrêté certaines fabrications dès 2000. Les choses bougent beaucoup en Amérique du Nord, le Canada a mis un moratoire pour deux ans sur l’utilisation de certains produits, mais en Europe le sujet est peu médiatique.»

Il y a donc énormément de travail à faire pour améliorer les méthodes analytiques et comprendre les voies de leur dissémination. On peut se demander si cette classe de composés, qui facilitent la vie, n’est pas la prochaine bombe à retardement comme l’ont été les PCB.

Autre sujet qui demande de forts développements, les métaux plus précisément leur spéciation, c’est à dire la connaissance de la forme chimique (oxyde, sel, complexe) sous laquelle se trouve le métal. Olivier Donard de l’université de Pau n’hésite pas à dire que ce domaine analytique a quinze ans de retard par rapport à ce qui a été fait pour les produits organiques.

Pourtant l’enjeu est de taille si l’on veut se poser les bonnes questions, faire des législations pertinentes. «Il n’y a pas de lien entre la concentration totale d’un métal et ses effets observés, positifs ou négatifs et pourtant on continue à déterminer celle-ci alors que l’important est de connaître la forme sous laquelle se trouve le métal ; c’est elle qui fait la dangerosité ou l’innocuité. Curieusement le monde académique est encore peu sensible à ce problème de la spéciation, alors que le monde industriel l’est beaucoup plus car il voit les choses de manière plus positive (catalyse par exemple) ou par obligation lorsqu’une réglementation arrive comme c’est le cas du chrome dans l’automobile ; le monde de l’instrumentation est lui très intéressé car il perçoit l’importance du marché à venir.»

Certes il ne s’agit pas de nouveaux polluants puisque les métaux sont connus et en nombre très limité, mais c’est bien la grande diversité de leurs combinaisons et notre ignorance de leurs effets qui rend ce secteur “nouveau“.

Chimie verte

Le projet de directive européenne Reach (Registration Evaluation Authorization of Chemicals), très controversé, est fait pour essayer de limiter le nombre de substances chimiques dangereuses actuelles et à venir et cela va coûter aux chimistes en études nouvelles comme l’a expliqué Jacques Desarnauts d’Atofina. Mais quand on regarde les coûts fantastiques de rémédiation de sites pollués, d’analyses et de surveillance, on se dit qu’il doit y avoir une autre voie pour notre confort sans que l’environnement et l’humanité en payent le prix fort.

C’est ce qu’ont expliqué Bernd Jastorff et Johannes Ranke de l’université de Brème en parlant des relations entre la structure et l’activité des molécules et surtout Paul T Anastas du Green Chemistry Institute (American Chemical Society) avec le concept de chimie verte. Il faut concevoir de nouvelles molécules avec l’idée qu’elles soient intrinsèquement non dangereuses, tout comme les procédés de synthèses utilisés.

Cela veut dire travailler avec des solvants non toxiques, dans des conditions douces, faire des molécules pour leur propriétés et pas pour leur composition (des molécules très différentes sur un plan chimique peuvent avoir des propriétés comparables comme illustré sur l’odeur de musc). Il faut mettre de nouveaux concepts en œuvre, mais on commence à les connaître comme l’analyse de risque multidimensionnelle, des batteries de tests écotoxicologiques, bref, sortir de la routine de la synthèse chimique.

Paul Anastas enfonce le clou : « 3,7 % du PIB des Etats Unis (1997) est consacré aux coûts de contrôle législatif dont la moitié rien que pour l’environnement. Le respect des mesures environnementales coûte aux industries américaines 200 milliards de dollars par an (380 000 $ à la minute), ceci alors que l’on invente de plus en plus de produits chimiques. 96 à 98 % des produits organiques sont synthétisés à partir de ressources non renouvelables, la littérature est encombrée de schémas de synthèses inefficaces… »  Le constat est sévère. Mais juste.

D’où le concept qu’il a lancé en 1991 de chimie verte (green chemistry) et qu’il a fait passer au plus haut niveau lorsqu’il était conseillé pour les affaires scientifiques auprès du président des Etats Unis. Des sociétés comme DuPont et d’autres, y compris européennes se lancent sur ce créneau, mais il faudrait faire un effort bien plus important.

Le Green chemistry Research and developpment Act est passé devant la chambre des représentants en avril 2004 aux Etats Unis. La machine semble lancée outre atlantique, quelques pays suivent. Mais attention, la chimie européenne, la plus forte au monde devrait vite adopter les principes de la chimie verte sous peine d’être qualifiée rapidement de “vieille chimie“ et de perdre sa suprématie.

Christian Guyard

Pour en savoir plus
- Voir www.epa.gov/greenchemistry.

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