Mise en œuvre des exigences de la chimie verte

Mise en œuvre des exigences de la chimie verte (Objectifs O1, O2, O3).

Le choix de la matière première (Objectifs O1, O3).

L’industrie doit utiliser au maximum des matières premières renouvelables. Par exemple les Etats-Unis espèrent que la moitié des matières premières de l’industrie chimique sera d’origine végétale d’ici 2050.

Les intérêts
– Ne plus dépendre du pétrole qui s’épuise et dont la production coûtera de plus en plus cher.
– Utiliser la source d’énergie gratuite qu’est la lumière solaire via la photosynthèse.
– Ne plus libérer de CO2 fossile : les plantes utilisent le CO2 atmosphérique pour leurs synthèses, nous utilisons ces produits, leur destruction finale restitue le CO2 à l’atmosphère.
– Économiser des étapes de synthèses en utilisant des composés déjà complexes, voire totalement finis, ce qui limite la production de déchets de tous types et l’utilisation de composés intermédiaires.

À quoi faut-il faire attention ?

– Minimiser les prélèvements en milieu naturel :
* sinon la ou les sources seront vite épuisées étant donné les quantités croissantes nécessaires,
* la disparition d’une espèce appauvrit l’ensemble de l’écosystème en le déséquilibrant, ce qui peut entraîner d’autres pertes et nous priver de ressources génétiques (pour contrer les ravages des nuisibles sur les monocultures, découvrir des molécules nouvelles…).
– Éviter d’entrer en compétition avec les ressources alimentaires (blé, riz, maïs, oléagineux…) malgré leur intérêt évident (transformations faciles de l’amidon, du saccharose, des huiles…) :
* par exemple la production de bioéthanol, pourtant à ses débuts, a fait augmenter le prix des céréales, ce qui a déjà entraîné des émeutes dans plusieurs pays,
* pour couvrir 20% des besoins en combustibles liquides (objectif 2020) l’Europe devrait utiliser 70 % de ses terres arables !
* dans le même temps les USA visent la production de 130 millions de m3 par an, ce qui engloutirait la totalité des récoltes de maïs et de soja du pays !
– Éviter de détruire les milieux naturels déjà bien atteints pour les remplacer par des cultures :
* c’est le cas du palmier à huile qui fournit une matière première très intéressante mais qui cause une déforestation intensive,
– Éviter tous les excès traditionnels : déforestations, assèchements des zones humides, utilisation d’engrais à grande échelle, de pesticides, d’herbicides, sinon le résultat est nul ou pire que la situation initiale.
Voir un article de Eric Holtz-Giménez (Directeur général du Food First – Institute for Food and Development Policy, Oackland – Etats-Unis) :
http://www.monde-diplomatique.fr/2007/06/HOLTZ_GIMENEZ/14846

Utilisation de ressources agricoles

– Permettre un approvisionnement stable, de qualité constante.
– Éviter d’empiéter sur les milieux naturels fragiles.
– Pour les productions « basiques » (par ex. biocarburants) : utiliser des plantes sélectionnées pour leur rusticité, essayer d’utiliser les terres non encore cultivées, plus ou moins désertiques.
– Valoriser toute la plante : extraction des composés « nobles » puis utilisation du reste pour la production de biocarburants, de substrat de culture pour les biotechnologies ou simplement comme source d’énergie (chauffage des locaux et des appareils de production, en évitant l’émission de polluants).
– Utiliser des plantes à croissance rapide : pin, chanvre, bambou, saule, roseau, eucalyptus, panic érigé, triticale, peuplier (OGM)…
– Une fois une molécule repérée en milieu naturel il est envisageable de la faire produire par une autre plante cultivée (croisements, OGM).

Utilisation des biotechnologies

Des bactéries ou des algues unicellulaires sélectionnées ou modifiées (OGM), cultivées en bioréacteur industriel, alimentées, si possible, par des résidus d’autres industries, produisent des composés chimiques : acides aminés, antibiotiques, triglycérides, acides organiques…
Activité documentaire par groupes (objectif O3).
Partie de la plante utilisée, produit obtenu, utilisation, types de sol, climat, rendement à l’hectare, production actuelle, impact environnemental éventuel.
– plantes à croissances rapides
– palmier à huile
– les biocarburants de 1ère, 2ème, 3ème et 4ème générations
– culture d’algues ensuite intégralement transformées en « biofuel », usine pilote en Espagne
– les plantes sucrières (betterave sucrière, canne à sucre, érable, Cocos nucifera, bouleau à papier, Stevia rebaudiana, Palmier de Palmyre, sorgho, Lippia dulcis, Jiaogulan)
– production de caoutchouc : l’hévéa
– les arbres produisant des hydrocarbures insaturés : hévéa, gutta-percha
– les plantes oléagineuses
– huile de ricin → polymères (rilsan)
– glycérol (sous-produit savonnerie) → acide acrylique → polymères
– composés chimiques produits par les biotechnologies : glutamate….?….