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Chimie verte 1. Introduction : Science et industrie, la chimie présente des ca

Chimie verte 1. Introduction : Science et industrie, la chimie présente des caractéristiques propres parmi les sciences. Après plusieurs décennies de fragmentations internes, et d’influences prépondérantes de la physique et de l’ingénierie industrielle, la discipline académique et le génie des procédés semblent rechercher inspirations et ressources dans les sciences et techniques du vivant. Ainsi, confrontés aux impasses environnementales (ressovcmurces et pollutions) des industries chimiques, aux conceptions technologiques qui les sous-tendent, et aux critiques et réactions fortes qu’elles suscitent, les chimistes, scientifiques et ingénieurs ont trouvé avec les douze principes de la « chimie verte » une charte de bonne conduite, déclinée dans les publications et manifestations qui ont marqué l’année internationale de la chimie (2011) – La « chimie verte » est présentée par certains auteurs comme le nouveau paradigme de la chimie qui va lui permettre de répondre aux enjeux du développement durable. Nous discutons cette hypothèse en nous focalisant sur le domaine de l’usage des ressources agricoles pour la chimie (septième principe de la chimie verte). Après avoir rappelé la construction institutionnelle dont a fait l’objet la chimie verte, nous montrons que la chimie doit être appréhendée comme une discipline d’apprentissages orientés, les scientifiques cherchant à se lier à des « mondes de production » et à étudier les spécificités des ressources disponibles. Nous identifions ainsi une variété de voies technologiques organisées autour de patrimoines collectifs ayant à la fois une dimension productive et une dimension scientifiqu 2.Développement durable et chimie verte : 1987: Rapport Brundtland « Our Common future » (Commission mondiale sur l’environnement et le développement des Nations Unies (WCED)): « Le développement durable est un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs. » 2- questions fondamentales - Jusqu’à quand pourrons-nous exploiter les réserves d’NRJ fossile ? - Quelle quantité de déchets et de pollution pouvons-nous rejeter dans l’atmosphère sans conséquence en terme d’environnement et de santé ? 2- concepts sont inhérents à cette notion : - le concept de « besoins », et plus particulièrement des besoins essentiels des plus démunis, à qui il convient d’accorder la plus grande priorité, -l’idée des limitations que l’état de nos techniques et de notre organisation sociale impose sur la capacité de l’environnement à répondre aux besoins actuels et à venir. Naissance du concept de chimie verte au début des années 90: Le concept de chimie verte est défini en 1998 par les chimistes américains Paul Anastase et John C. Warner, appartenant à l’EPA, Environnemental Protection Agency. La chimie verte prévoit l'utilisation de principes pour réduire et éliminer l'usage ou la génération de substances néfastes pour l'environnement, par de nouveaux procédés chimiques et des voies de synthèses « propres », c'est-à-dire respectueuses de l'environnement. Le terme néfaste => dangers physique, toxicologique ou global Innovations et connaissances en chimie (sciences chimiques, biotechnologies, génie des procédés) => Indispensables pour l’avènement d’un développement durable. - Social/Sociétal: médicaments, protection contre les insectes, informatique/communications, textiles, conservateurs… - Environnement: procédés propres et sûrs, traitement des effluents et des déchets, procédés de recyclage, bioénergies, valorisation de mat. 1ères renouvelables, analyses d’éléments trace, compréhension des écosystèmes… - Economique: implication dans tous les secteurs éco (bâtiment, automobile…), innovations comme source de croissance, réponse aux attentes des clients sensibilisés aux enjeux écologiques.  Modèle industriel standard: Extraire. Produire .Distribuer .Jeter Modèle d’éco-efficacité (chimie verte): Réutiliser - Recycler… et … -Réglementer => Réduire  risques  produits  déchets  consommation d’NRJ  impact environnemental  Coûts 3 .Gaz à effet de serre : Une étude a été engagée afin de fournir une synthèse sur l'importance des flux de gaz à effet de serre (CH4, N2O) et d'ammoniac (NH3) liés à la gestion des déjections animales, ainsi que sur les moyens de réduction de ces émissions. Elle se constitue d'un travail de synthèse bibliographique et est finalisée sous la forme d'une base de données permettant l'inventaire national de ces flux. La méthodologie par bilan matière a été retenue pour élaborer le calcul des émissions azotées et de méthane ainsi que pour évaluer l'impact de technologies de réduction. Un important travail bibliographique a été mené pour déterminer les facteurs d'émissions à utiliser dans les calculs. Il a été accompagné d'une collecte de données sur les modes d'élevage, les caractéristiques des animaux et de leurs déjections. L'outil de calcul a été développé sous forme d'une base de données Access qui prend en compte la méthodologie par bilan matière et en intégre l'ensemble des données nécessaires au calcul. Le calcul de l'inventaire national des émissions liées à la gestion des déjections a permis d'estimer les émissions de méthane à 365,2 kt C-CH4 (majoritairement liées aux bovins et aux postes bâtiment et stockage), les émissions de protoxyde d'azote à 28,7 kt N-N2O (émis principalement par les bovins au pâturage, ainsi qu'au cours de l'épandage) et les émissions d'ammoniac à 382 kt N-NH3 (avec une répartition plus homogène entre les espèces animales et les postes d'émissions). L'analyse de l'incertitude sur ces résultats a mis en évidence la nécessité d'affiner les données pour certains cas. Des technologies de réduction des émissions ont été sélectionnées et leur impact sur les émissions globales a été évalué par la base de données. Ainsi, la baisse du taux protéique dans l'alimentation permettrait d'atteindre une diminution des émissions azotées de 1-5% pour les porcs et de 5-6% pour les bovins. La digestion anaérobie diminuerait les émissions globales de méthane de 15%. L'impact de la couverture des fosses ou de la vidange journalière du lisier dans les bâtiments ont un impact important sur les postes d'émissions concernés, mais ces techniques contribuent à augmenter les émissions aux postes suivants. Globalement, la vidange journalière de la préfosse permet une réduction de 8% du méthane et la couverture de fosse une baisse de 2% de l'ammoniac. Des scénarios complexes, couplant plusieurs technologies entre elles ont alors été évalués. Un scénario maximisé a permis d'atteindre des baisses de 7-8% pour les GES et de 35% pour le NH3. Dans un scénario plus réaliste, axé sur la réduction des GES, le CH4 a été réduit de 9%, le N2O de 4% et le NH3 de 16%. 4. Réchauffement climatique ; Dans le débat sur le réchauffement climatique, l’agriculture est souvent mise en cause pour sa contribution importante aux émissions de CO2. C’est oublier que la production d’hydrates de carbone contenus dans les récoltes est autant de CO2 soustrait de l’atmosphère pour le bien de tous, et que le bilan carbone de l’agriculture, entre les effets favorables et défavorables, est largement positif. Il faut avoir à l’esprit que le CO2 est un gaz rare dans l’atmosphère. En un siècle, sa proportion est passée de 300 ppm (partie par million) à 400 ppm, c’est-à-dire de0, 03 % à 0, 04 %. Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec) estime que l’augmentation du CO2 atmosphérique est déterminée par les émissions anthropiques (ndlr : du fait de l’homme) au cours de l’ère industrielle. Ces émissions sont rendues responsables du réchauffement climatique. Mais d’autres voix s’élèvent pour expliquer que c’est l’augmentation de la température, en particulier à la surface des océans, qui est la source majeure de l’augmentation du CO2 dans l’atmosphère, en raison du réchauffement lié au cycle de notre système interplanétaire. C’est l’histoire de la poule et de l’œuf. Je n’ai pas la compétence pour trancher cette bataille d’experts. Je pense simplement que si nous pouvons réduire nos émissions et économiser l’énergie fossile, qui par définition n’est pas illimitée, nous amènerons notre contribution à la problématique posée. Je pense à l’énergie nucléaire, seule production d’énergie décarbonée capable de nous fournir l’hydrogène par électrolyse de l’eau en capacité de remplacer les moteurs à énergie fossile, et bien sûr à l’agriculture et à la chimie verte, au-delà de son rôle nourricier. L’agriculture est rendue pourtant responsable en France de 18 % des émissions des gaz à effet de serre, ce qui est une contrevérité notoire. Je m’explique : l’agriculture - à travers la photosynthèse des plantes - est le premier puits de carbone de la nation. Sur les 14 millions d’hectares (ha) cultivés, toutes espèces confondues, l’agriculture capte en moyenne 295 millions de tonnes (Mt) de CO2 ce qui représente 21 t/ha. C’est le résultat de la photosynthèse qui combine le carbone du CO2 de l’air avec les atomes d’hydrogène de l’eau du sol, et forme ainsi les composés de base de l’architecture de la plante quelle qu’elle soit et ses réserves qui migrent dans les graines récoltées. L’ensemble de l’énergie et des intrants mis en œuvre pour réaliser la production représente en moyenne 23 Mt, soit 1,65 t de CO2/hectare. Si l’on y ajoute l’équivalent de l’effet de serre du protoxyde d’azote, le total s’élève à un équivalent de 40 Mt. Ce protoxyde d’azote provient essentiellement de la nitrification de l’azote de la matière organique ou des engrais azotés. À mon avis, une partie de ces pertes aurait lieu dans le cycle naturel de la décomposition de la biomasse des parcelles en friche. En tout état de cause, uploads/Industriel/ developpement-durable-et-chimie-verte.pdf