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Le programme Notions et contenusCompétences exigibles Chimie durable: -Économie datomes; -Limitation des déchets -Argo ressources -Chimie douce -Choix.

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2 Le programme Notions et contenusCompétences exigibles Chimie durable: -Économie datomes; -Limitation des déchets -Argo ressources -Chimie douce -Choix des solvants -Recyclage Valorisation du dioxyde de carbone Extraire et exploiter des informations en lien avec: - La chimie durable, - La valorisation du dioxyde de carbone. pour comparer les avantages et les inconvénients de procédés de synthèse du point de vue du respect de lenvironnement.

3 La chimie verte Quelques dates: 1987: la commission mondiale sur lenvironnement et le développement introduit le concept de développement durable: Début des années 1990: lagence américaine pour la protection de lenvironnement développe le concept de chimie verte

4 La chimie verte Elle a pour but de concevoir des produits et des procédés chimiques permettant de réduire ou déliminer lutilisation et la synthèse de substances dangereuses

5 Les douze principes de la chimie verte 12 principes Eviter les déchets Eviter les déchets Concevoir des produits chimiques plus sûrs Utiliser des matières premières renouvelables Concevoir des produits non persistants Maximiser léconomie datome Synthèses chimiques moins nocives pour lenvironnement et pour lhumain Solvants et auxiliaires plus sûrs Minimiser les besoins énergétiques Réduction des dérivés Utilisation de catalyseurs Limiter les risques daccidents Analyse en temps réel pour éviter la pollution inutile

6 Léconomie datome On veut maximiser le nombre datomes de réactifs transformés au cours de la synthèse. Diminution de la quantité de sous-produits Réduction de la pollution

7 Léconomie datome

8 Exemple: Pour un rendement de 100%, seuls 27% en masse des atomes sont dans le produit recherché 73% de déchets

9 La catalyse : un pilier de la chimie verte Réduction de la consommation dénergie Augmentation de la sélectivité des réactions Diminution des quantités de réactifs utilisés

10 La catalyse : synthèse de libuprofène Procédé Boots: 6étapes

11 La catalyse : synthèse de libuprofène Procédé Boots: 6 étapes

12 La catalyse : synthèse de libuprofène Procédé BHC: 3 étapes faisant appel à la catalyse

13 Les réactifs verts - Procédé historique au phosgène: Très toxique - Procédé Monsanto sans phosgène Non toxique, facile daccès, renouvelable Exemple: la synthèse de lisocyanate (industrie des polymères)

14 Les solvants verts Les solvants actuels: - Composés organiques volatils - Souvent inflammables - 80 à 90% des déchets de lindustrie pharmaceutique proviennent du solvant utilisé - Nocifs dun point de vue de lécologie et de la santé Le 5 ème principe de la chimie verte pousse à limiter lutilisation de ces solvants, à trouver de plus sécuritaires.

15 Les solvants verts Les solvants verts: - Faible toxicité pour lenvironnement - Facile à récupérer et recyclable. Le choix dun solvant « vert » doit permettre de maintenir des vitesses de réaction, des rendements et des sélectivités de réaction applicables à léchelle industrielle !

16 Les solvants verts Le CO2 supercritique: - Substitut des solvants organiques apolaires. - Non toxique, non polluant, non inflammable, bon marché. - Point critique: 31°C, 73,8 bars: - Forte variation du pouvoir solvant en fonction de la température et de la pression extraction sélective de composés

17 Les solvants verts Le CO2 supercritique: - Travail à basse température possibilités de développer des procédés dextraction conservant les propriétés chimiques de molécules qui seraient dégradées par des techniques telles que la distillation ou lhydrodistillation. - La séparation du solvant et de la substance à extraire se fait par simple dépressurisation: le CO2 redevient gazeux, on récupère lextrait sous forme liquide. Plus de problèmes de récupération des résidus de solvant comme avec un solvant organique

18 Les solvants verts Le CO2 supercritique: applications industrielles - Depuis les années 70: décaféination du café, extraction résines de houblon pour la fabrication de la bière. - Agroalimentaire: extraction darômes de produits naturels (vanille, thym, épices…) - Industrie pharmaceutique: extraction de molécules bio- actives de plantes médicinales - Textiles: solvant de nettoyage (afin déviter les solvants chlorés) - Chimie: séparation des produits/réactifs au cours dune réaction

19 Les agro-ressources La chimie du végétal: Objectif: augmenter de 20 à 30% en vingt ans la proportion de biomasse exploitée pour la chimie et lindustrie.

20 Les agro-ressources Les biocarburants de 1 ère génération

21 Les agro-ressources Les biocarburants de 1 ère génération: les limites - Concurrence avec les cultures à usage alimentaire. - Utilisation dengrais et de pesticides pour une culture intensive des végétaux. - Utilisés comme additifs à hauteur de 10%

22 Les agro-ressources Les biocarburants de 2 ème génération - Exploitation de la lignocellulose (présente dans la paroi des cellules des végétaux) du bois, paille, résidus et déchets forestiers, cultures dédiées. - Pas de concurrence avec les cultures à usage alimentaire - Peuvent se substituer aux carburants actuels.

23 Les agro-ressources Les biocarburants de 3 ème génération (en développement) - Utilisation des sucres ou lipides produits naturellement par les microalgues - Pas de mobilisation de surfaces agricoles ou forestières - Productivité élevée (rendement 10 à 30 fois supérieur au colza) - Utilisation du CO2 pour le processus de photosynthèse donc absorption des rejets industriels carbonés

24 Les agro-ressources Les biocarburants de 3 ème génération (en développement) - Utilisation des sucres ou lipides produits naturellement par les microalgues - Pas de mobilisation de surfaces agricoles ou forestières - Productivité élevée (rendement 10 à 30 fois supérieur au colza) - Utilisation du CO2 pour le processus de photosynthèse donc absorption des rejets industriels carbonés

25 Les agro-ressources Le développement de produits bio-sourcés Solutions développées par le groupe Roquette, leader de la chimie du végétal en France

26 Bibliographie-sitographie La chimie et la nature, Jacques Amouroux, éditions EDP Sciences Les défis du cea n° 170 Mai la-1%C3%A8re-%C3%A0-la-3%C3%A8me- g%C3%A9n%C3%A9ration la-1%C3%A8re-%C3%A0-la-3%C3%A8me- g%C3%A9n%C3%A9ration ique%20sur%20les%20fluides%20supercritiques%20dec% pdf ique%20sur%20les%20fluides%20supercritiques%20dec% pdf verte-13-les-solvants-en-chimie-organique verte-13-les-solvants-en-chimie-organique


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