TPE  2016

 

La chimie verte:

 

Ces dernières années, la planète Terre a connu l’apparition de plusieurs phénomènes et de désastres qui menacent la vie humaine : (la sècheresse, le réchauffement climatique…).L’industrie chimique est parfois considérée comme peu respectueuse de la nature (accidents d’usines chimiques, épuisement des ressources énergétiques, nombreuses pollutions nuisibles pour l’homme et l’environnement). Les médias, ainsi que les organisations non gouvernementales ONG,  ont procédé à des conférences où, ils appellent à réduire les gaz à effet de serre  ainsi que beaucoup d’autres conditions. A la fin du XIXe siècle, la science a donc évolué et les chercheurs ont fini par mettre en place «la chimie verte».

Mais avant, nous devons préciser la définition de ce concept. Il convient d’abord de différencier chimie verte, chimie durable et chimie du végétal.

La chimie du végétal correspond à l’utilisation d’agro-ressources (ressources végétales) pour la fabrication de produits chimiques.

La chimie verte, chimie durable ou chimie renouvelable traduit le concept de chimie pour un développement durable ,ou d’une façon beaucoup plus précise, une chimie qui veille à l’équilibre économique, social et environnemental du milieu.

 

 Cette chimie verte s’appuie sur 12 principes fondamentaux :

 

 1 - Prévenir : Limiter la pollution à la source plutôt que de devoir investir dans l’assainissement ou l’élimination des déchets.

 2 - Economiser les atomes : Lors des synthèses, le produit final doit contenir le maximum de fonctionnalités pour le minimum d’atomes.

 3 - Concevoir des synthèses chimiques moins dangereuses : Nouveaux procédés utilisant et créant des substances faiblement toxiques (voire non toxiques) pour les humains et sans conséquence sur l'environnement.

 4 - Concevoir des produits chimiques plus sûrs : Conjuguer efficacité maximale et toxicité minimale.

 5 - Réduire l'utilisation de solvants organiques et d'auxiliaires : Choisir des substances alternatives et peu volatiles.

 6 - Améliorer l’efficacité énergétique : Minimiser les besoins énergétiques des procédés chimiques par la mise au point de méthodes de synthèse à température et pression ambiantes ou dans d’autres milieux réactionnels de synthèse.

 7 - Utiliser des matières premières renouvelables : Privilégier les matières premières renouvelables (non fossiles).

 8 - Réduire les produits dérivés : Privilégier des voies de synthèse qui ne génèrent pas de co-produits, ceux-ci pouvant notamment générer des déchets.

 9 - Utiliser la catalyse : Favoriser l'utilisation de réactifs catalytiques permettant à très faible concentration d’accélérer les réactions chimiques et de limiter le nombre d’étapes dans les processus réactionnels.

 10 - Concevoir des substances à dégradation finale dans des conditions naturelles : Tenir compte dès leur conception du mode de dégradation finale des produits chimiques.

 11 - Mettre au point des méthodes d'analyse en temps réel : Permettre une surveillance et un contrôle en temps réel et en cours de production pour prévenir les pollutions.

 12 - Développer une chimie toujours plus sûre : Choix de substances moins dangereuses pour réduire les risques d’accidents chimiques (rejets, explosions et incendies).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA DECAFEINATION ET LA CHIMIE VERTE:

 

 

 La décaféination comme dit précédemment est l’extraction de la caféine des grains de café, de maté de cacao, de feuille de thé, ou de tout produit contenant de la caféine. Il existe donc trois extractions : par solvant organique, par  fluide supercritique et par l’eau. Mais laquelle des trois méthodes de décaféination convient le plus à une chimie verte ou durable ?       

   Commençons par la méthode du solvant organique ! Les industries préfèrent utiliser des solvants organiques   car le coût de revient est beaucoup moins cher ainsi que cette extraction ne demande pas beaucoup d’efforts. Mais elle a des impacts sur l’environnement ainsi que sur la santé de l’homme. On peut trouver des résidus de solvant dans ce café. Ces solvants sont très nocifs pour la santé, ils ont des effets délétères sur  plusieurs organes : la peau, les poumons, le système nerveux (central et périphérique), les reins et le foie. Ils peuvent aussi causer des malformations congénitales chez l’enfant. On risque aussi des dangers de sécurité (liés à l’inflammabilité du solvant organique utilisée) ainsi que des dangers d’environnement (la migration des dangers dans l’air atmosphérique).

    Ainsi les deux extractions qui respectent les lois de la chimie verte sont celles avec le fluide supercritique notamment le CO2 et par l’eau :

 - Or pour l’extraction par l’eau, les grains de café sont trempés dans l’eau. Mais lorsqu’on les trempe , les composants qui participent au goût du café sont eux aussi extraits. Et donc le goût est dénaturé c'est-à-dire que sa saveur disparaît.

 -Quant au fluide supercritique, le CO2 est un excellent fluide pour la caféine, il est plus sain que les solvants organiques. Car il est considéré comme solvant apolaire : Et donc, il a une affinité très faible dans l’eau (tel que le cyclohexane le Dichlorométhane …). Ce processus permet d’extraire 97 à 99% de la caféine ce qui permet d’avoir une grande rentabilité avec une marge d’erreur très faible tout en respectant les principes de la chimie verte.

 Cette extraction commence à être utilisée à la place d’un solvant organique, ce qui montre l’évolution de la chimie ainsi que de l’industrie qui commence à ressentir les menaces de l’environnement et les souffrances de notre planète : La planète Terre !