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République Algérienne démocratique et populaire Centre universitaire Ain-Temouc

République Algérienne démocratique et populaire Centre universitaire Ain-Temouchent Département science technologie faculté science de la matière Projet chimie verte et la synthèse des produits industrie Présenté par: Gahfaf Halima  Bouladjeraf Abir professeur KIBOU Ain-Temouchent : 2016 I. Introduction. II. Les couleurs de la chimie III. L'histoire IV . la Définition V . Chimie verte, durable ou végétale VI. Les outils de la chimie verte VII. Les 12 principes de la chimie verte VIII. Le marche de la chimie verte IX. Les applications industrielles de la chimie verte X. Chimie verte vers plus de végétal (agro matériaux, Biocarburant , Biosolvant ) XI. Les domaines de la chimie verte XII. les actions fondamentales XIII. Comparaison entre la chimie et la chimie verte XIV . L ’économie verte XV. Conclusion plan de recherche 3 La chimie est une science de la nature qui étudie la matière et ses transformations, et plus précisément : I. Introduction 1.les éléments chimiques à l'état libre, atomes ou ions atomiques Elle étudie également leurs associations par liaisons chimiques. 2.les processus qui changent ou modifient l'identité de ces particules ou molécules de matière. 3.les mécanismes réactionnels intervenant dans les processus chimiques ou les équilibres physiques entre deux formes, qui permettent d'interpréter des observations et d'envisager de nouvelles réactions. 4.les phénomènes fondamentaux observables en rapport avec les forces de la nature qui jouent un rôle chimique, favorisant les réactions ou synthèses, addition, combinaison ou décomposition, séparation de phases ou extraction. 4 II. Les couleurs de la chimie 1. Chimie rouge: accident 2. Chimie noir: la pollution 3. Chimie rose: la santé et agroalimentaire 5 III. L'histoire Le concept de « chimie verte » a été développé aux États-Unis au début des années 1990 dans le but d'offrir un cadre à la prévention de la pollution liée aux activités chimiques. La chimie verte, aussi appelée la chimie renouvelable, est une philosophie de la recherche chimique et du génie chimique qui encourage la conception des produits et des processus chimiques. la chimie verte s'applique à la chimie organique, la chimie inorganique, la biochimie, la chimie analytique et même à la physico-chimie elle semble se concentrer principalement sur les pratiques industrielles. 6 IV. la Définition En 1991, l'agence américaine pour la protection de l'environnement lance la première initiative de recherche en chimie verte en proposant la définition suivante : La chimie verte a pour but de concevoir des produits et des procédés chimiques permettant de réduire ou d’éliminer l’utilisation et la synthèse de substances dangereuses. Dans cette définition, le terme « dangereuses » est pris au sens le plus large : le danger peut être physique (substance inflammable, explosive...), toxicologique (cancérogène, mutagène...) ou global (destruction de la couche d'ozone, changement climatique...). Anastas (1991) 7 V. Chimie verte, durable ou végétale Il convient d’abord de différencier chimie verte, chimie durable et chimie du végétal. La chimie du végétal correspond à l’utilisation d’agro-ressources pour la fabrication de produits chimiques. La chimie verte, chimie durable ou chimie renouvelable traduit le concept de chimie pour un développement durable, autrement dit, une chimie qui veille à l’équilibre économique, social et environnemental du milieu dans lequel elle s’insère. 8 une prise en compte multi factorielle: la chimie verte, ou celle des végétaux doit encore démontrer son efficacité industrielle, économique et environnementale. Pourtant, les végétaux pourraient remplacer le pétrole dans la majorité des processus industriels. Ils ont de nombreux avantages : – ils sont renouvelables, – ils sont biodégradables – leur production ne contribue pas ou peu à l’émission de gaz à effet de serre. VI. Les outils de la chimie verte Matières premières alternatives Réactifs alternatifs Solvants/milieux réactionnels alternatifs Produits/molécules cibles nouveaux Catalyseurs alternatifs Analyse de procédés 9 VII. Les 12 principes de la chimie verte La chimie verte comporte 12 principes développés par Paul Anastase et John Warner. 10 1. Prévention : il vaut mieux produire moins de déchets qu'investir dans l'assainissement ou l'élimination des déchets. Eliminer les déchets: un enjeu majeur 106_108 t/tan 0.1kg/kg 104_106 t/tan 1_5kg/kg 102_104 t/tan 5_50kg/kg 10_103 t/tan 25_100kg/kg Exemple: un personne qui travaile dans son bureau et qui rejet les beaucoup déchets il faut qu’il refait ses processus pour pouvoire diminuer le maximum des déchets. 11 2. Économie d'atomes : les synthèses doivent être conçues dans le but de maximiser l'incorporation des matériaux utilisés au cours du procédé dans le produit final. Objectif : Maximiser le nombre d’atomes de réactifs transformés en produit au cours de la synthèse.  Réduire la quantité de résidus de réaction voir les supprimer. La synthèse de l’Ibuprofen : L'exemple de la synthèse de l'ibuprofène est particulièrement représentatif. Cet anti-inflammatoire, principe actif de plusieurs antidouleurs commerciaux, est synthétisé en quantités industrielles depuis les années 1960 par le procédé Boots. 12 Production industrielle annuelle d’environ 13 000 tonnes d’ibuprofène • Pour le procédé Boots, cela implique plus de20 000 tonnes de déchets, dont on doit se débarrasser! • Pour le procédé BHC, on crée environ 4 000 tonnes d’acide acétique, qui est recyclé (nombreuses applications commerciales Le procédé BHC respecte plus les principes de la chimie verte, car beaucoup moins de déchets sont produits • Le procédé BHC est économiquement plus viable, car moins d’étapes sont requises (procédé plus rapide). • Dans une optique d’économie d’atomes, le procédé Boots a été délaissé au profit du procédé BHC, plus vert. 13 Utilisation atomique: UA = (206/514,5)*100 = 40% Ibuprofène: 13000 T/an Déchets: 20000 T/an En chimie conventionnelle: En chimie verte: Concept d'economie d'atome ou utilization atomique 14 3. Synthèses chimiques moins nocives : les méthodes de synthèse doivent être conçues pour utiliser et créer des substances faiblement ou non toxiques pour les humains et sans conséquences sur l'environnement. Par exemple: il faut réfléchir a par exemple a utiliser des substances moin dangeureux (solvant propre: comme l’eau) 4. Conception de produits chimiques plus sécuritaires : les produits chimiques doivent être conçus de manière à remplir leur fonction primaire tout en minimisant leur toxicité. Par exemple : ce mécanisme de la synthese de urethane: 15 5. Solvants et auxiliaires plus sécuritaires: lorsque c'est possible, il faut supprimer l'utilisation de substances auxiliaires (solvants, agents de séparation...) ou utiliser des substances inoffensives. Solvants traditionnels: Problèmes: • Solvants Organiques Volatils (VOC) • ChloroFluoroCarbures (CFC) • Toxiques Inflammables • Effet de serre Nouveaux solvants: Eau, solvants supercritiques, liquides ioniques, … synthèse en CO2 supercritique: Plus propre car: Formation d’éthers cycliques sans solvants organiques Le CO2 est non inflammable, pas toxique, renouvelable Utilisation: 16 6. Amélioration du rendement énergétique : les besoins énergétiques des procédés chimiques ont des répercussions sur l'économie et l'environnement dont il faut tenir compte et qu'il faut minimiser. Il faut mettre au point des méthodes de synthèse dans les conditions de température et de pression ambiantes. 7. Utilisation de matières premières renouvelables: lorsque la technologie et les moyens financiers le permettent, les matières premières utilisées doivent être renouvelables plutôt que non-renouvelables. Utiliser des matières comme les molécules végétales (et animales d'ailleurs) au départ ont en effet l'avantage d'être généralement recyclables . Démoulage d'un film de gluten Aux lieux des d’un film de produit chimique nocif 17 8. Réduction de la quantité de produits dérivés: lorsque c'est possible, toute déviation inutile du schéma de synthèse (utilisation d'agents bloquants, protection / dé protection, modification temporaire du procédé physique/chimique) doit être réduite ou éliminée. 9. Catalyse : les réactifs catalytiques sont plus efficaces que les réactifs stœchiométriques. Il faut favoriser l'utilisation de réactifs catalytiques les plus sélectifs possibles. L'allylation du phénol par la synthèse de Williamson 18 10. Conception de substances non-persistantes : les produits chimiques doivent être conçus de façon à pouvoir se dissocier en produits de dégradation non nocifs, cela dans le but d'éviter leur persistance dans l'environnement. Par exemple avoir produits chimiques doivent être conçus de façon à pouvoir se dissocier en produits de dégradation non nocifs . 11. Analyse en temps réel de la lutte contre la pollution: des méthodologies analytiques doivent être élaborées afin de permettre une surveillance et un contrôle en temps réel et en cours de production avant qu'il y ait apparition de substances dangereuses. 19 12. Chimie essentiellement sécuritaire afin de prévenir les accidents : les substances et la forme des substances utilisées dans un procédé chimique doivent être choisies de façon à minimiser les risques d'accidents chimiques incluant les rejets, les explosions et les incendies. par exemple: l’accidant de Seveso en Italie 1976 pollution par la dioxine. VIII. Le marche de la chimie verte Présente dans toutes les chimies (chimie organique, chimie minérale, biochimie…), la chimie verte est en croissance dans toutes les industries. Le chiffre d’affaires de la chimie du végétal va même doubler entre 2012 et 2020, passant de 135 milliards d’euros dans le monde à 340 milliards. La chimie verte est ainsi un secteur d’avenir. la chimie verte, ou celle des végétaux doit encore démontrer son efficacité industrielle, économique et environnementale 20 Pour se développer, la chimie verte doit répondre aux demandes mondiales de consommation et d’élévation du niveau de vie tout en respectant les nouvelles exigences sociales de sécurité, de protection uploads/Finance/ halima.pdf