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La chimie verte

Je vote pour la science, le 11 janvier 2011, 10h27

(Agence Science-Presse) La chimie peut-elle être verte? C’est en tout cas une tendance qui gagne en popularité. Qu’est-ce que la chimie verte, et quelles sont les retombées de cette façon de faire? C’est le sujet de notre émission de cette semaine.

La chimie verte
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La chimie verte

Des questions sur la chimie verte?

Messieurs Serge Léger et Michel Lachance seront disponibles toute la semaine pour répondre à vos questions, commentaires ou réflexions.

La zone de commentaires est à vous!

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Est-ce qu’on peut en parler comme du « développement durable » de la chimie? Quelles sont les applications? Est-ce une façon de redorer le blason de la chimie « traditionnelle »? Pourquoi n’est-ce que maintenant qu’on en entend parler? David Savoie reçoit à ce sujet Serge Léger, coordonnateur scientifique au Centre en chimie verte et catalyse, qui rassemble les chercheurs de six universités québécoises, et avec Michel Lachance, directeur du secteur bioproduits industriels et technologies vertes au Centre québécois de la valorisation des biotechnologies.

Ce n’est pas un hasard si notre première émission de 2011 parle de chimie : 2011 est l’Année internationale de la chimie! Josée Nadia Drouin en parle avec Ariel Fenster, professeur et vulgarisateur bien connu à l’Université McGill. Pourquoi une année de la chimie? Et il nous rappelle combien, pour lui, la chimie est « la science centrale »...

En chanson : Nitrobenzene, par un... prof de chimie qui a trouvé cette façon d’intéresser ses étudiants!

Et dans les actualités : les événements extrêmes de 2010 ont un impact sur le panier d’épicerie; les politiciens américains nouvellement élus commencent leur année en s’attaquant aux normes anti-pollution; et juste avant Noël, la Maison-Blanche a déposé sa politique de non-ingérence dans le travail des scientifiques.

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Je vote pour la science est diffusée le mardi à 11h à Radio Centre-Ville (102,3 FM Montréal). Vous trouverez sur cette page des liens vers les émissions de cette saison. Pour les archives des deux saisons précédentes, rendez-vous ici. Vous pouvez également nous télécharger sur iTunes.

6 commentaires

Portrait de Serge Léger

Bonjour,
J’ai une formation en chimie, spécialisée en synthèse organique. J’ai principalement fait carrière en recherche pharmaceutique, plus spécifiquement en chimie thérapeutique (medicinal chemistry). Ce travail consiste à faire le design et à établir les plans de synthèse de molécules qui auront une activité biologique précise. J’ai interagi régulièrement avec des équipes de la chimie des procédés qui modifient la synthèse développée en laboratoire pour la rendre praticable à l’échelle industrielle. Je connais donc bien le secteur pharmaceutique pour affirmer que cette industrie est très consciente, et ceci depuis longtemps, des avantages liés à la réduction de l’impact environnemental de ses activités.

Ensuite, la création du Centre en chimie verte et catalyse (CCVC) a représenté une occasion unique de m’impliquer à changer la façon de pratiquer cette science. La chimie verte n’est pas seulement une tendance, une mode ou simplement un désir de changer l’image de la chimie. La chimie verte est réellement une façon différente d’aborder les transformations chimiques. Elle existe selon 12 principes fondamentaux décrits par Paul Anastas et John Warner en 1998 dans un ouvrage qui a établi les bases de cette nouvelle approche. La catalyse, un de ces 12 principes, est un pilier de la chimie verte, d’où le nom de notre centre.

Portrait de nadia

Je lisais que la chimie verte implique des réactions plus simples et plus environnementales. Pourriez-vous nous donner un exemple simple et concret - je n'y connais malheureusement rien à la chimie - qui imagerait bien cette affirmation?

J'étais curieuse aussi de voir ce que sont ces 12 principes. Bon, même pour la non-chimiste que je suis, plusieurs tombent sous le sens. La catalyse... en quoi est-elle un pilier de la chimie verte? N'était-elle pas avant tout un pilier de la chimie tout court?

Finalement, vous mentionnez que l'arrivée de la chimie verte n'est pas qu'une question d'image. Pourtant, de l'extérieur, on se dit que s'il y avait un domaine qui avait besoin de se redorer à l'ère du tout écologique, c'est bien la chimie : les réactions, les déchets en quantité, etc. Pourriez-vous donner plus détails concernant votre position?

Portrait de Serge Léger

Pour illustrer un exemple concret, je vais utiliser des résultats de recherche récemment publiés par des chercheurs du CCVC, les professeurs Li et Moores de l’Université McGill (Green Chem., 2010, 12, p.570-573.) Ils ont rapporté une réaction de type couplage A3. Sans entrer dans les détails techniques, cette réaction pourrait être utilisée par l’industrie pharmaceutique ou cosmétique dans la préparation d’intermédiaires synthétiques. Les auteurs décrivent un nouveau catalyseur contenant des nanoparticules d’oxyde de fer facilement récupérables à l’aide d’un simple aimant car elles sont ferromagnétiques. Nul besoin de filtration, d’extraction ou de parachèvement (work-up), une simple évaporation du solvant suffi pour récupérer le produit désiré à la fin de la réaction. Ce catalyseur est robuste, il a été réutilisé pendant 12 cycles (12 x la même réaction) sans perte apparente d’activité catalytique. Sa récupération est d’une simplicité déconcertante grâce à ses propriétés magnétiques. Historiquement, cette transformation était réalisée en 3 réactions, maintenant en une seule, donc beaucoup moins d’extractions, de purifications, etc., ce sont toutes des étapes qui utilisent des solvants organiques. Cette nouvelle façon de faire représente une grande amélioration. Il demeure que cette réaction nécessite encore un peu de solvant pour mettre les divers réactifs en contact entre eux, rendre le milieu réactionnel homogène. Du solvant? …il y a donc de la place pour de l’amélioration : oui, l’élimination complète de l’usage de solvant. Nous y parviendrons seulement en continuant la recherche mais déjà, ces nouvelles conditions de couplage A3 donnent des rendements améliorés et réduisent grandement le nombre d’étapes, donc une réduction de son impact environnemental.

Au sujet des 12 principes, je pourrais référer les lecteurs vers plusieurs publications mais ils les trouveraient immédiatement sur le site de Wikipedia en français sous la définition de chimie verte. Ce ne serait pas utile de les répéter ici. La catalyse est effectivement un pilier de la chimie en général mais ce type de réaction est généralement d’une efficacité supérieure de façon intrinsèque en terme d’énergie nécessaire, de réactifs utilisés et d’économie d’atomes, donc moins de sous-produits générés qui deviennent des déchets à éliminer. Traditionnellement la catalyse n’était qu’une approche parmi d’autres pour réaliser une transformation chimique donnée. Avec la chimie verte, cette approche est ramenée à l’avant-plan dû à son efficacité globale.

Pour illustrer qu’il ne s’agit pas que d’une question d’image, je vais utiliser le cas d’un matériaux de construction développé chez nos voisins du sud : un contreplaqué vert. En 2000, un chercheur de l’Oregon State University a observé, comme tous les amateurs de mollusques, la grande ténacité des moules à adhérer à la surface des roches. Il s’est demandé ce qui leur permet de s’agripper aussi fermement. Il a donc analysé la matière sécrétée par les moules pour identifier une protéine responsable de cette adhérence. Il a réussi à reproduire cette protéine non toxique à faible coût à partir de fèves de soja. Il a breveté son invention en 2001. À la suite d’une entente avec cet inventeur, la compagnie Columbia Forest Products commercialise des panneaux de contreplaqué fabriqués à l’aide de ce nouvel adhésif à base de protéines de soja qui remplace la traditionnelle colle à base d’urée-formaldéhyde, et en prime, à moindre coût. La traditionnelle colle chimique émet des vapeurs de formaldéhyde surtout durant les premiers mois suivants la fabrication des panneaux. Ces vapeurs sont potentiellement cancérigènes et elles irritent les voies respiratoires. Avec l’avènement d’un tel produit, l’état de la Californie a modifié sa réglementation interdisant maintenant la vente de panneaux à base de colle d’urée-formaldéhyde sur son territoire, ce qui procure un avantage concurrentiel incomparable en faveur de Columbia Forest Products. Vraisemblablement d’autres états emboîteront le pas sous peu. Maintenant, les fabricants de meubles s’arrachent ces produits pour les insérer dans leurs chaînes de production, ce sont les consommateurs qui le demandent.

Ce dernier exemple illustre clairement que la chimie verte va au delà de l’image. Par contre, je reconnais que certaines entreprises font du « Green washing », strictement de l’image sans réel contenu vert.

Portrait de nguimond

J'aime bien votre exemple du contreplaqué vert! Il s'agit d'une fort belle réussite... D'autres exemples du même genre? :)

Portrait de nguimond

Bonjour messieurs,

Question de briser la glace et d'en savoir un peu plus sur vous, j'aimerais d'abord que vous vous présentiez et que vous nous expliquiez vos expertises et spécialisations respectives.

Merci! :)

Portrait de asp

À vous la parole!