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La chimie verte distingue ses champions

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Le Green Chemistry Institute a remis pour la dixième année ses prix à Washington. Réactions enzymatiques, nouveaux schémas réactionnels, élimination de solvants organiques... A noter un nouveau solvant ionique de la cell

La chimie verte se définit comme une chimie dont les procédés sont économes en énergie et en matières premières pour produire des composés dont l’impact environnemental est réduit. Elle répond à une dizaine de grands principes.

Les lauréats du Green Chemistry Institute qui promeut cette technologie aux Etats-Unis depuis dix ans ont été nommés le 20 juin dernier à Washington. Ils  sont distingués dans cinq catégories.

1. Nouveaux schémas réactionnels

Dans cette catégorie Novozymes et Archer Daniels Midland Cy ADM ont été primés pour le NovaLipid, une réaction enzymatique de transformation des huiles végétales en huiles et graisses par interestérification utilisant le Lipozyme. ADM est l’une des plus grosses sociétés mondiales de transformation de produits agricoles (soja, maïs, blé, cacao) en aliments et autres ressources (carburants, additifs pour peintures etc).

Le nouveau procédé a débuté sa carrière industrielle en 2002 et depuis, 6 800 t d’huile interestérifiée ont été produites ; ADM réalise cette production dans deux de ses usines. Novozyme a développé les enzymes immobilisées et ADM le procédé industriel.

C’est un enjeu de santé publique ! L’interestérification est destinée à supprimer ou réduire le contenu en acides gras de forme trans, dangereux pour la santé (cholestérol) en acides gras non dangereux dans les produits comme la margarine et les patisseries (actuellement l’hydrogénation chimique des acides gras insaturés produit beaucoup d’acides trans).

Dès le premier janvier 2006 la FDA obligera l’étiquetage du contenu en acide gras trans dans les aliments. Le nouveau procédé, réalisé dans des conditions douces a un impact environnemental réduit car il n’utilise pas de produits chimiques dangereux, moins d’énergie et d’eau que d’autres procédés purement chimiques et ne génère pas de résidus solides ou liquides.

Dans cette même catégorie Merck & Co Inc est récompensée pour sa nouvelle synthèse du principe actif (aprepitant) du médicament Emend destiné à réduire les nausées et vomissements lors des traitements de chimiothérapie.

Ce nouveau procédé répond à plusieurs principes de la chimie verte : économie d’atomes (moins de matières premières), synthèse plus courte, élimination de produits dangereux (dans ce cas pas de cyanure de sodium, d’ammoniac…). La chose était délicate car il s’agit d’une molécule contenant plusieurs centres asymétriques. Au final la nouvelle synthèse utilise cinq fois moins de matières premières et d’eau que la voie précédente et donc conduit à des produits moins chers.

2. Solvants et réactions alternatives

Dans cette catégorie, BASF est primée pour un primaire monocomposant à basse teneur en COV et durcissable aux UV destiné à la carrosserie automobile. Il s’agit d’un système uréthane-acrylate qui durcit en quelques minutes par une insolation à la lumière solaire ou au proche UV.

Ceci élimine le recours à une cuisson donc à des dépenses d’énergie. Le contenu en COV est réduit de plus de 50 % par rapport aux systèmes précédents tout en ayant des performances supérieures. Le produit s’utilise facilement y compris dans de petits garages tout en améliorant les conditions de travail.

3. Produits chimiques plus sûrs

Dans cette catégorie, ADM est récompensé pour un additif réactif pour des peintures aqueuses à base de latex. Le produit Archer RC remplace les produits de coalescence classique tout en éliminant les COV car il se lie dans le film de peinture. Il s’agit d’un monoester d’acide gras naturel (maïs ou tournesol) et de propylène glycol.

Outre le fait que le produit reste dans le film, il se caractérise par une moindre odeur, une meilleure opacité et plus de résistance au grattage. Le produit est commercialisé auprès des formulateurs depuis mars 2004.

4. Recherche

Le professeur Robin D. Rogers de l’université d’Alabama est distingué dans la catégorie Recherche pour l’utilisation de solvant ionique pour la dissolution et la transformation de la cellulose pour la fabrication de nouveaux matériaux. Les matières cellulosiques sont disponibles en grandes quantités renouvelables mais pas forcément bien utilisées aujourd’hui.

Le solvant développé est le chlorure de 1-butyl-3-méthylimidazolium. L’avantage des solvants ioniques est leur quasi-inocuité. La cellulose dissoute est ensuite remise en forme par de l’eau sous la forme désirée : fibre, membrane, copeaux etc. Il est possible avant cela d’incorporer des additifs fonctionnels (colorants, charges etc) ou d’autres polymères pour obtenir les propriétés souhaitées. Le solvant ionique est régénéré. Globalement le procédé est économe en énergie. Les possibilités sont très larges. Ce pourrait être une alternative aux plastiques dérivés du pétrole.

5. PMI

Les PMI ne sont pas oubliées dans ce concours et c’est Metabolix Inc, une société créée en 1992 qui est récompensée pour ses plastiques issus de matières renouvelables. Il s’agit de PHA polyhydroxyalcanoates obtenus par un procédé biocatalytique avec pour matière première des sucres végétaux, des hydrolysats de cellulose et des huiles végétales.

Là encore l’idée est de se passer de matières premières pétrolières. Une unité de 50 000 t/an est prévue. Les matières obtenues sont variées, depuis le dur jusqu’à l’élastique, et transformables par les procédés classiques.

Un accord a été passé avec ADM pour la commercialisation de la technologie de fermentation et un autre avec British Petroleum pour la production directe de PHA dans des plantes (switchgrass)

Christian Guyard

Pour en savoir plus
- http://www.epa.gov/greenchemistry

 

 

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