Si on demandait au citoyen moyen de nous définir ce qu'était un produit chimique à ses yeux, les mots qui reviendraient le plus souvent seraient sans doute « dangereux », « toxique » ou « polluant ». Étant moi-même chimiste, je suis forcé d'admettre que cette perception de l'industrie, bien qu'elle soit biaisée, n'est pas complètement sans fondements. En effet, plusieurs procédés qui ont été développés au cours des 100 dernières années sont loin d'être écologiques et les chimistes modernes ont beaucoup de travail à faire afin de corriger la situation.

Dans un article paru il y a de cela un peu moins d'un an, mon collègue Éric Lévesque nous en apprenait un peu plus sur ce concept relativement nouveau qu'est la « chimie verte ». On y voyait entre autres 12 principes fondamentaux qu'un procédé chimique devrait satisfaire afin d'être considéré comme « vert ». Bien que ces principes tiennent plus de la philosophie ou de l'éthique que de la science, les nouveaux chercheurs auront inévitablement à en tenir compte s’ils espèrent un jour voir leurs découvertes être appliquées à grande échelle.

La recherche au niveau du laboratoire tient rarement compte de l'efficacité énergétique ou encore de la nature des produits qui sont utilisés lors d'un processus chimique, le but étant généralement de produire une petite quantité de la molécule d'intérêt. Un autre aspect souvent négligé, et c'est là l'objet du deuxième principe de la chimie verte, est l'économie d'atomes. Je vous laisse la liberté de vous informer sur les autres principes, mais j'aimerais m'attarder un peu plus sur celui-ci puisque je le trouve particulièrement intéressant (peut-être est-ce parce que c'est la première fois que je vois l'agencement des mots « économie » et « atome » dans une même expression!)

Les chimistes de synthèse ont développé des tonnes d'outils pour se simplifier la vie au laboratoire. L'un des exemples les plus flagrants serait sans doute les groupes protecteurs, molécules largement utilisées dans les méthodes de synthèse organique. Un groupe protecteur est en quelque sorte un « bouclier » que l'on installe sur une molécule afin d'en protéger une partie qui serait autrement détruite dans une réaction subséquente. Il faut comprendre que ces groupes protecteurs sont introduits lors d'une étape de la synthèse, mais qu'ils sont par la suite retirés et non-récupérés. Les atomes de ces boucliers sont alors « gaspillés », ce qui va à l'encontre du principe d'économie d'atomes. La chimie verte chercherait, par exemple, à réduire l'utilisation de ce type d'artifice en maximisant la quantité d'atomes qui se retrouveraient dans le produit final.

Un exemple de réaction respectant le principe d'économie d'atomes est la synthèse de l'anhydride maléique à partir du butène en comparaison avec celle qui utilise le benzène comme réactif de départ. En effet, dans le deuxième cas la réaction produit du dioxyde de carbone, ce qui constitue à la fois une émission de gaz à effet de serre et une perte d'atomes. Comme les deux méthodes utilisent des conditions de température semblables, il va de soit que l'une est préférable par rapport à l'autre (d'autant plus que le benzène est reconnu comme un produit hautement toxique).

Il ne s'agit là que d'un simple exemple d'application des principes de la chimie verte à un procédé industriel, mais il y a encore énormément de place pour l'amélioration. Les chimistes devront maintenant faire face à un défi supplémentaire dans l'élaboration de leurs réactions. En plus de la complexité inhérente aux interactions entre les atomes ainsi que les considérations économiques, il deviendra impératif d'ajouter les impacts environnementaux dans le calcul pour la mise au point de nouvelles méthodes. Si les émissions de polluants ou de rejets toxiques peuvent être évitées avant même que la réaction chimique ait lieu, c'est tout le monde qui en sortira gagnant!