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Nom : trea Prinom : billel Petro chimie Examan : chimie verte Q : donner au moi

Nom : trea Prinom : billel Petro chimie Examan : chimie verte Q : donner au moi deux exemple des apporte a la chimie verte ? 1- DANS LA TECHNOLOGIE/La chimie verte, une réponse aux enjeux du développement durable : La chimie est omniprésente dans notre quotidien. Le dentifrice,les plastiques ou les crèmes solaires sont autant de produits élaborés grâce à des procédés chimiques. La chimie verte estinspirée du concept de développement durable. Elle intègrel’optimisation de l’efficacité et du coût énergétique des procédés, l’économie et lerecyclage de matières premières et des sous-produits des réactions chimiques,la réduction des déchets ultimes et de l’impact sur la santé de l’Homme et sur l’environnement. Car la chimie moderne repose sur un paradoxe : la nécessité deproduire en quantité de plus en plus importante (du fait d’une démographie croissante, pour notre développement ou notre confort) tout en réduisant ses impacts sur notre environnement et notre santé, et en garantissant la sécurité sanitaire. Répondre à des besoins vitaux Produire plus et mieux tout en consommant et en rejetant moins, tel est l’enjeu de l’industrie aujourd’hui. Il s’agit de faire face au développement de l’humanité qui pourrait compter près de 9 milliards d’individus à l’horizon 2030-2050, et consommer moins pour préserver la planète (en prélevant moins de matière première, en rejetant moins de déchets et en consommant moins d’énergie). Ainsi, à l’aube du XXIème siècle, la chimie est révolutionnée par l’émergence du concept de chimie verte dans le but de relever cinq grands défis : produire de la nourriture (agriculture, élevage), produire des médicaments, produire de l’énergie, produire de l’eau potable, protéger l’environnement. Chimie verte au CEA Dans ses quatre grands domaines d’intervention que sont les énergies bas carbone (nucléaire et renouvelables), les technologies pour l’information et les technologies pour la santé, les Très grandes infrastructures de recherche (TGIR), la défense et la sécurité globale, le CEA mène des recherches et développe des solutions technologiques qui contribuent au développement durable. Plus particulièrement en chimie, les programmes du CEA s’inscrivent dans le cadre d’une innovation responsable et sûre et ils répondent aux critères de la chimie verte. Le présent dossier recense de nombreux exemples de recherches en cours, de résultats scientifiques et de réalisation qui en témoigne. Le développement croissant de la chimie mondiale Le Programme des nations unis pour l’environnement (UNEP, repris par le rapport du Commissariat général au développement durable, en France) estime le potentiel de développement de la chimie dans l’intervalle 2012-2020, de 25 % en Amérique du Nord et en Europe occidentale, de 35 % en Europe émergence et de plus de 45 % dans la zone Asie-Pacifique. Extraits du rapport du Commissariat général au développement durable (mars 2013) Un concept né il y a plus de vingt ans Le concept de chimie verte est apparu aux Etats-Unis dans les années 90. A l’époque, le but recherché était de concevoir des produits et procédés chimiques permettant de réduire, voire d’éliminer l’utilisation et la synthèse de substances dangereuses. Mais c’est en 1998 que Paul Anastas et John Warner, chercheurs à l’Agence américaine pour l’environnement (EPA), ont jeté les bases théoriques de cette nouvelle discipline en publiant un ouvrage1 énonçant 12 principes fondateurs2 (voir en annexe). Les défis de la chimie verte pour la recherche et l’industrie La chimie verte représente une réelle rupture entre la chimie du XXème siècle et celle du XXIème siècle. Au XXème siècle, la conception et la mise au point de procédés chimiques étaient essentiellement basées sur un objectif d’optimisation des réactions. Aujourd’hui, les procédés chimiques sont issus d’une conception globale qui tient compte à la fois de la nature et la quantité de matière mis en jeu (matières premières et solvants), la dépense énergétique requise (notion de chimie douce), la quantité de déchets via le recyclage, ainsi que la possibilité d’analyser les matières en jeu à toutes les étapes sur des quantités d’échantillons réduites (chimie analytique verte). Implication croissante des industriels Le rapport du Commissariat général au développement durable (CGDD), de mars 2013, note pour la chimie verte une « implication croissante des industriels ». Le rapport indique que « le secteur de la chimie, et en particulier de la chimie verte et de la chimie du végétal, repose sur une forte composante innovation. ». Passer des champions technologiques aux champions industriels « En Europe, compte tenu des difficultés rencontrées depuis plusieurs années par le secteur de la chimie, sa capacité à innover, à investir et à se positionner sur la chimie verte, reste incertaine, poursuit le rapport. En effet, on assiste depuis 1998 à une baisse significative de la part relative des investissements, passée de 7,5 % du chiffre d’affaires à 4,8 % en 2010. Pourtant, au cours des dix prochaines années il sera de plus en plus difficile de prospérer dans les conditions actuelles de production, de sorte que le maintien des parts de marché de la chimie européenne devra probablement . 2- Des concepts nouveaux pour la synthèse chimique Pour minimiser l’impact environnemental et le coût de fabrication des produits chimiques, les chercheurs du CEA explorent des principes physiques de rupture et mettent au point des procédés opérationnels. Parmi leurs travaux, deux thématique de recherche sur des principes de synthèse chimique (chimie sous ultrasons et synthèse solaire) et deux appareils innovants (réacteur/échangeur et électrolyseur) sont présentés ici. La chimie sous ultrasons Les chercheurs de l’Institut de chimie séparative de Marcoule (CEA ICSM) mènent des études fondamentales sur les mécanismes des réactions sonochimiques en solutions homogènes et dans des systèmes hétérogènes. Les systèmes étudiés sont en relation avec le nucléaire du futur qui s’inscrit dans une logique de développement durable. L’utilisation des ultrasons permet, dans des conditions précises, de favoriser des réactions chimiques à haut rendement sans apport de chaleur, de réactifs ou de catalyseurs et minimisent la quantité de déchets. Réactivité sonochimique à l’interface solide-liquide. Au sein d’un système hétérogène soumis à un champ ultrasonore, la cavitation acoustique présente certaines spécificités non observées en phase liquide homogène. En effet, à proximité d’une surface solide, l’implosion de la bulle de cavitation se fait de façon asymétrique et conduit à la formation de micro-jets de liquide dirigés vers la surface du matériau. L’addition de ces micro-jets aux ondes de chocs générées au moment de l’implosion des bulles engendrent une érosion importante de la surface des matériaux. L’irradiation ultrasonore permet également d’augmenter le transfert de masse grâce aux mouvements rapides du fluide autour des bulles diminuant ainsi les couches de diffusion à la surface des solides. Couplé à la création d’une rugosité de surface plus importante, ce phénomène conduit à une accélération significative des cinétiques réactionnelles en comparaison d’une simple agitation mécanique. Les chercheurs de l’ICSM s’intéressent principalement à la dissolution de solides réfractaires pour les applications liées aux matériaux nucléaires et au recyclage des terres rares et des platinoïdes. Par exemple, la lumière émise par le nuage de bulles de cavitation est capable d’exciter les ions des lanthanides (Tb3+) dans une phase solide de phosphates mixtes (Ce0.9Tb0.1)PO4. Par ailleurs, pour la première fois, une équipe de l’ICSM a mis en évidence la dissolution catalytique d’oxydes de cérium en conditions douces. La sonochimie L’origine des effets chimiques des ultrasons (sonochimie) est la cavitation acoustique : nucléation, croissance et rapide implosion de bulles de gaz dans les liquides soumis à un champ ultrasonore. Le temps d’implosion est de l’ordre de la microseconde et le phénomène résultant induit des conditions locales de température et de pression extrêmes, estimées à plusieurs milliers de degrés et plusieurs centaines d’atmosphères, couplées à des vitesses de refroidissement de l’ordre de 1010 K. Cette concentration locale d’énergie constitue l’origine des phénomènes d’émission de lumière par les bulles de cavitation –la sonoluminescence– dans une phase homogène, mais également de l’activité chimique en solution et de l’évolution des systèmes en phase hétérogène (mélanges de phases non miscibles comme par exemple l’huile et l’eau). Chaque bulle de cavitation constitue en quelque sorte un microréacteur à haute température efficace pour réaliser des réactions chimiques sans réactifs additionnels et ne génère pas de déchets, respectant ainsi les principes de la chimie "verte". Synthèse sonochimique de nanoparticules et sonocatalyse La sonochimie peut être utilisée pour synthétiser des matériaux monodispersés de taille nanométrique. Des matériaux de forme et de nature diverses peuvent être synthétisés grâce aux conditions extrêmes générées pendant l’implosion des bulles de cavitation. Par exemple, il est possible de former des nanoparticules de métaux, de sulfures, de carbures ou bien d’oxydes métalliques. Les bulles formées en cavitation par sonochimie possèdent deux sites réactionnels : les composés volatils réagissent préférentiellement dans le cœur de la bulle tandis les composés non-volatils en solution réagissent préférentiellement dans la couche de liquide entourant la bulle, surchauffée au moment de l’implosion. En effet, grâce à ce chauffage local ou à la collision avec des particules "chaudes" autour des bulles de cavitation, il est possible d’initier des réactions chimiques avec des espèces non-volatiles. Une synergie entre ultrasons et catalyseurs hétérogènes a permis de développer une technique innovante pour traiter des effluents concentrés. Les ultrasons permettent d’activer le catalyseur uploads/Industriel/ trea-billel-nom-prinom.pdf