Le biogaz est le produit de la dégradation de matières organiques par des micro-organismes anaérobies (sans oxygène). Le gaz des marais, les produits gazeux de la fermentation des ordures ménagères et le gaz de fumier sont différents exemples de biogaz. Le point commun est la présence de méthane CH4 (1) à des teneurs comprises entre 35% et 75%. On sait aussi que le méthane est un gaz à effet de serre qui a un forçage radiatif 25 fois plus élevé que le gaz carbonique CO2 (2). C’est pourquoi on impose aux décharges d’ordures ménagères fermées et recouvertes d’être munies d’un réseau de captage du gaz, soit brûlé en torchère, soit valorisé pour le chauffage urbain ou pour produire de l’électricité (3). En France il existe 243 installations de stockage de déchets non dangereux (ISDND) dont le potentiel énergétique annuel est estimé à 7 TWh, mais seules 68 valorisent le gaz pour une production inférieure à 4 TWh.
À côté de ces installations existent des méthaniseurs de fermentation industrielle (4). Ils mettent en œuvre la méthanisation des boues des stations d’épuration (STEP) (5), des effluents organiques des industries agro-alimentaires, des effluents et des déchets agricoles. Ces digesteurs industriels utilisent plusieurs types de bactéries, les mésophiles actives entre 30°C et 40°C, les thermophiles qui travaillent entre 50°C et 65°C. Les réactions commencent par la dégradation des sucres, des protéines, des lipides par des enzymes hydrolytiques (6). Elles se poursuivent avec la production d’acides gras et d’acide acétique par les bactéries acidogènes (7). Les bactéries méthanogènes prennent le relais et à partir de CH3-COOH, CO2 et H2 produisent le méthane CH4. Ces réactions sont très fragiles, elles nécessitent un contrôle soigné des intrants car des variations brutales peuvent bloquer la réaction et empêcher sa reprise.
En France, plusieurs freins, souvent économiques, ont été des obstacles à leur développement. Sur 19 500 stations d’épuration, seules 4000 sont de taille suffisante justifiant l’investissement d’un digesteur (8). La purification (9) et l’élimination du CO2, de H2S et des siloxanes (qui sont à l’origine de la formation de SiO2, véritable abrasif catastrophique pour les moteurs et turbines) pour obtenir 98% de méthane plombe la rentabilité. Malgré cela, la nouvelle loi de transition énergétique prévoit la création de 30 usines de méthanisation et 1000 méthaniseurs d’ici 2020 avec les subventions du fonds chaleur et du fonds déchets.
Pr Jean-Claude Bernier
avril 2016
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Méthane (produit du jour de la SCF)
2) Le dioxyde de carbone la molécule-clé de la chimie du développement durable
3) Le biogaz : un avenir pour les déchets ménagers ?
4) Faire du déchet une ressource, un enjeu pour l’industrialisation des filières et territoires en France
5) Biochimie naturelle et traitement de l'eau : de la chimie des écosystèmes et des cocktails…
6) Un exemple de réaction biochimique : les enzymes mènent la danse
7) Étude sur les mycodermes. Rôle de ces plantes dans la fermentation acétique
8) Responsable de production en biotechnologie (vidéo, 2:19)
9) Charbon actif et traitement des eaux
Des chercheurs français du réseau RS2E qui groupe des laboratoires publics du CNRS et du CEA avec des industriels ont dévoilé fin 2015 les premiers prototypes de batteries sodium-ion sous le format standard 18650 utilisé notamment dans les ordinateurs portables. Cette information ne vous dit peut-être rien, mais sachez que dans le monde, de nombreux chercheurs planchent sur cette technologie alternative aux batteries lithium–ion (1). Ces dernières (2), fabriquées sur une invention française au Japon, en Corée et en Chine, à des centaines de millions d’exemplaires ont ce même standard sous la forme d’un cylindre de 1,8 cm de diamètre et de 6,50 cm de longueur.
Les batteries sodium–ion fonctionnent sur le même principe : les ions sodium comme le lithium migrent à travers un électrolyte d’une électrode à l’autre au gré des cycles de charge et de décharge, et s’insèrent en douceur dans les structures cristallines de l’anode et de la cathode (3).
Plusieurs années ont été nécessaires pour innover et miniaturiser les électrodes en films très minces qui s’enroulent les uns sur les autres. Des polyanions ont été essayés, phosphates-titanates ou phosphates-vanadates fluorés. De nouvelles anodes capables d’absorber le maximum de sodium et un nouvel électrolyte polymère (4) qui transporte les ions Na+ ont été trouvés. Les solutions retenues restent évidemment secrètes car la concurrence mondiale est féroce. On sait cependant déjà que la densité d’énergie de ces prototypes est de 90 Wh/kg, comparable à celle de certaines batteries au lithium (5) et que leur durée de vie dépasse 2000 cycles de charge–décharge.
La technologie sodium (6) qui avait été écartée au tout début des années 90, à cause d’une meilleure tension par cellule pour le lithium, qui, de plus, était plus léger, revient en force pour deux raisons :
- le lithium est relativement rare et ses ressources sont limitées à quelques pays comme la Colombie, le Chili, la Chine, alors que le sodium est abondant dans la croûte terrestre et dans l’eau des océans (NaCl) (7) ;
- le coût de cette technologie est bien plus faible, le carbonate de sodium est 50 fois moins coûteux que le carbonate de lithium et les batteries sodium ont un créneau superbe celui du stockage statique de l’énergie renouvelable (8).
Espérons que les industriels français et européens (9) sauront saisir l’opportunité, car c’est un marché potentiel de 80 milliards de dollars qui s’offre à eux.
Pr Jean-Claude Bernier
mars 2016
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Meilleurs matériaux pour batterie à ions Li. L’approche déductive et inductive du chimiste
2) Des batteries au lithium plus puissantes (vidéo, 8 :36)
3) La chimie dans les batteries
4) Les polymères se réveillent pour l’électronique !
5) Lithium–ion : de nouvelles batteries antiaériennes ?
6) Le sodium (produit du jour de la société chimique de France)
7) Les ressources minérales du futur sont-elles au fond des océans ?
8) Stockage de l’électricité : élément clé pour le déploiement des énergies renouvelables
9) Où travaillent les chimistes ?
Il n’est pas de semestre sans qu’une émission de télévision ne fasse monter la peur des produits chimiques chez nos concitoyens. Récemment « Cash investigation » sur France 2 traitait à charge le sujet des pesticides dans les eaux que nous, consommateurs, buvions, à la merci de « centaines de molécules toxiques provoquant cancers, malformations, troubles… » [sic]. La journaliste (très sympathique par ailleurs) aurait dû interroger d’abord les scientifiques (1) et chimistes analystes (2) qui traquent, analysent et éliminent les molécules pour le bien être de tous. Elle aurait pu savoir ainsi que les progrès des limites de détection dans l’environnement sont passées du milligramme/litre (10-3 g) en 1960 au nanogramme/litre (10– 9 g) en 2010 (équivalent à une goutte de coca dans une piscine de 25m x 10m), ce qui permet maintenant de détecter des centaines de molécules à des concentrations infinitésimales très largement en dessous des normes sanitaires.
Il existe bien sûr un problème dans l’agriculture et l’agrochimie (3). En s’attachant à plus de rigueur, le reportage aurait pu savoir comment le contrôle rigoureux de l’eau potable dose plus de 15 pesticides tous inférieurs à 10 ng sauf l’atrazine à 20 ng (4) et que la majorité des micropolluants aux concentrations 5 à 10 fois plus abondantes sont issus de notre activité humaine, métabolites ou molécules de médicaments que nous consommons (5) (6).
Les eaux de consommation et de l’environnement sont protégées par les chimistes qui s’investissent dans le suivi de la pollution aquatique (7) en France et en Europe. Sous l’égide de l’ONEMA (Office national de l’eau et des milieux aquatiques), le programme et la fédération AQUAREFF coordonnent la recherche des laboratoires du BRGM de l’INERIS, du CNRS et de l’IFREMER pour développer les méthodes physicochimiques et biochimiques d’élimination des micropolluants organiques (8).
Quelques jours plus tard, sur la même chaine en parlant de la meilleure santé de nos exportations en 2015 on célèbre la performance du champagne et du cognac, en passant sous silence la chimie qui a un bilan commercial bien plus flatteur, second après l’aéronautique. Sans doute que le « politiquement correct », la quête d’audience à 20h50 et passer sous silence les efforts d’amélioration de la qualité et de la surveillance de nos eaux priment sur l’indécence de parler des quelques nanogrammes dans l’eau des Français alors que 600 millions d’êtres humains n’ont même pas accès à l’eau.
Pr Jean-Claude Bernier
février 2016
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Ingénieur de recherche H/F (fiche métier)
2) Agent de laboratoire / Aide-chimiste (fiche métier)
3) La chimie en agriculture : les tensions et les défis pour l’agronomie
4) Quels sont les polluants de l’eau ?
5) Micropolluants chimiques dans l’environnement
6) Biochimie naturelle et traitement de l’eau : de la chimie des écosystèmes et des cocktails…
7) Les micropolluants dans les écosystèmes aquatiques : enjeux de la directive eau
8) L’eau, sa purification et les micropolluants
Au moment où l’on parle abondamment d’emplois, de formation, d’orientation, les collégiens, les lycéens, les étudiants d’île-de France et leurs parents vont pouvoir se rendre au :
Village de la chimie, des sciences de la nature et de la vie
Les 12 et 13 février – Parc Floral de Paris au Bois de Vincennes
http://www.villagedelachimie.org
L’édition 2016 du Village de la Chimie met quatre espaces à disposition des jeunes en recherche d’orientation et qui souhaitent mieux connaître les métiers :
- Espace des professionnels : plus de 35 entreprises, start–ups et organismes sont présents pour expliquer et illustrer comment sur le terrain se déroulent et se vivent les métiers de la chimie, des sciences de la nature et de la vie.
- Espace de la formation : les enseignants et responsables des filières de formation de 27 établissements détailleront pour vous les parcours qui conduisent aux métiers de la chimie : CAP, BTS, DUT, licences pro, écoles d’ingénieurs et doctorats, sans oublier les voies de l’apprentissage.
- Espace des conférences : pendant deux jours vous pourrez entendre parler des innovations en chimie, en biotechnologie, en énergie et, plus intriguant de la chimie en cuisine et de la chimie pour résoudre les énigmes policières.
- Espace de l’insertion professionnelle : des ingénieurs, des responsables des ressources humaines, des membres de l’UNAFIC et de la SCF sont là pour vous conseiller le meilleur parcours professionnel, pour l’entretien d’embauche, le curriculum vitae.
Venez en famille ou avec vos professeurs à Vincennes. L’industrie chimique emploie 200 000 chimistes et il y a plus de 300 000 autres chimistes dans les autres industries, comme la pharmacie, la métallurgie, les plastiques, l’automobile, l’électronique, les parfums et les cosmétiques, qui représentent chaque année de nombreuses embauches.
Mediachimie.org sera aussi présent au village pour vous montrer toutes ses ressources en terme de fiches métiers. Agent de laboratoire ou assistant ingénieur en biochimie (Bac+2/3), ingénieur procédé ou de production en pétrochimie (Bac+5), responsable du labo d’analyses à la Police scientifique (Bac+5/8), technico-commercial en pharmaco-chimie (Bac+5)… et quantité d’autres carrières en France et à l’international.
Pour les non franciliens qui ne pourraient venir, le site villagedelachimie.org est à disposition, mais le village s’exporte aussi en province, en Rhône-Alpes, en Normandie et dans le Nord Pas de Calais.
Jean-Claude Bernier
Février 2016
Au moment où les interrogations sur les filières de formation post-bac se multiplient et alors que les choix d’orientation se rapprochent, il est bon de rappeler que les métiers de la chimie évoluent et présentent toujours d’excellentes capacité d’accueil et de progression de carrière.
La chimie représente environ 160 000 emplois directs, souvent dans les PME, et de l’ordre de 500 000 emplois indirects en métallurgie, électronique, pharmacie, automobile… secteurs où la chimie est très présente. C’est au moins 25 000 postes qui s’ouvrent par an, de l’ingénieur au secrétaire et du responsable de vente au responsable du laboratoire d’analyse.
Rappelons les principales filières :
- Les écoles nationales de chimie et de génie chimique au nombre de 20, constituant la fédération Gay-Lussac et bien réparties sur le territoire, délivrent en 3 ans le diplôme d’ingénieur. L’admission se fait sur concours, après deux ans de classes préparatoires aux grandes écoles (PC CH, PC PH, PSI, MP). Des classes préparatoires intégrées ont également été créées, pour lesquelles l’admission se fait après le bac. Classes préparatoires aux grandes écoles et classes préparatoires intégrées sont accessibles sur le dispositif APB. Les écoles admettent aussi sur titres ou sur concours les étudiants issus d’un cursus universitaire (Bac+2, Bac + 3 et 4) ainsi que des étudiants issus des filières DUT et BTS. Le diplôme d’ingénieur conduit à plusieurs carrières de cadres intéressantes (1) (2) (3).
- Les universités qui ont des facultés ou instituts de chimie dispensent après le bac en 3 ans les licences et en 5 ans les masters de chimie. Elles sont 35, bien réparties sur le territoire en France. Les études y peuvent être prolongées par le doctorat qui conduit aux métiers de la recherche (4) (5).
- Les Instituts Universitaires de Technologie (IUT) délivrent un DUT (Diplôme universitaire de technologie) après 2 ans d’études après le bac.. 17 IUT en France ont un département de chimie permettant d’obtenir le DUT de Chimie et 12 IUT ont un département de Génie Chimique et Génie des procédés qui conduisent au DUT correspondant. L’admission se fait après le bac sur dossier, via le dispositif APB. Les DUT conduisent à de nombreuses fonctions (6) (7).
- Le brevet de technicien supérieur (BTS) est délivré en France par 38 lycées. Sont concernés les BTS métiers de la chimie et les BTS pilotage de procédés qui sont de création récente, remplacant les BTS chimiste et BTS contrôle industriel et régulation automatique. L’admission dans les classes de STS se fait après le bac via le dispositif APB. Les techniciens supérieurs peuvent occuper plusieurs postes en chimie (8) (9).
- La formation par alternance et par apprentissage. Il existe de nombreuses formations en entreprise. Pour sa part, l’Union des Industries Chimiques (UIC) comptabilise 1500 apprentis ou jeunes en formation dans l’industrie chimique (10) (11). Ces formations post-bac ne sont pas toutes disponibles sur le dispositif APB, il ne faut pas hésiter à contacter les CFA et les établissements.
Jean-Claude Bernier
janvier 2016
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Ingénieur chimiste Procédés
(2) Ingénieur technico-commercial / Attaché technico-commercial
(3) Ingénieur de recherche / Chercheur
(4) Enseignant-chercheur
(5) Directeur R&D / Directeur scientifique
(6) Assistant ingénieur 597
(7) Technicien / Agent de maîtrise et de maintenance industrielle
(8) Technicien chimiste
(9) Assistant import–export
(10) Agent de laboratoire / Aide-chimiste
(11) Opérateur production
De nombreux autres métiers de la chimie auxquels conduisent ces filières peuvent être consultés sur le site mediachimie.org qui présente toutes les fiches métiers et les videos illustrant l’activité en entreprise, en labo et sur le terrain, des « chimistes ».
On se rappelle que pour les ajouts dans l’essence (SP95-E10) la production d’alcool à partir du sucre de la betterave ou de l’amidon du blé avait essuyé des critiques (1). En effet, non seulement l’efficacité énergétique et le bilan CO2 n’étaient pas au rendez-vous, mais cette production était en concurrence avec les cultures vivrières et accusée de faire augmenter le prix des céréales.
C’est pourquoi des recherches intensives se sont développées pour obtenir l’éthanol (2) à partir de la biomasse « lignocellulosique » (3) : la paille, le bois les bagasses des végétaux. À côté de la voie thermochimique coûteuse en énergie, débouche la voie biochimique (4). Il fallait trouver les enzymes et bactéries capables d’extraire les sucres de la cellulose (5), et par fermentation obtenir l’alcool. Plusieurs groupes aux États-Unis, en Europe, en France font la course pour trouver le bon procédé industriel (6). Le challenge est d’améliorer par génie génétique un cocktail d’enzymes dérivés du Trichoderma reesi un champignon qui lors de la guerre du Pacifique Sud en 1944-1945 dévorait les toiles de tentes des Marines américains.
Il faut d’abord séparer la cellulose, l’hémicellulose et la lignine par un procédé mécanique ou chimique. Puis les enzymes à environ 50°C attaquent la cellulose et produisent deux sucres, l’un en C5 le xylose et l’autre en C6 le glucose qui par fermentation vont donner l’éthanol.
Dupont paraît le premier à se lancer au stade industriel (7), la compagnie vient d’inaugurer aux États-Unis la plus grande usine d’éthanol cellulosique dans l’Iowa. Elle produira 115 millions de litres par an à partir de 375 000 t. de tiges et feuilles de maïs ramassées par 500 agriculteurs dans un rayon de 50 km. Le cocktail « Accelerase® 1500 » transforme 80% de la biomasse en 80 heures et la fermentation pour obtenir des solutions à 30 % d’alcool exige le même temps.
En France, le projet « Futurol » lancé en 2008 avec 11 partenaires dont l’INRA et l’IFPEN est aussi arrivé à un « cocktail enzymatique » de première force et un procédé couverts par plus de 20 brevets. Une usine pilote près de Reims fournit déjà 180 000 litres et préfigure une unité industrielle de 180 millions de litres par an d’ici 2018 (8). La société de biotechnologie Deinove avec une souche enzymatique Deinol vient de réussir une étape préindustrielle en Finlande et s’attache à trouver une solution de production compétitive d’ici 2018 (8).
Le bioethanol 2G de source lignocellulosique (9) doit encore démontrer sa rentabilité économique face au prix très bas du baril de pétrole, mais avec le 3G (10) c’est vraiment à long terme l’avenir pour l’environnement.
Jean-Claude Bernier
décembre 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) Des biocarburants pas si verts que ça
(2) L’éthanol (Produit du jour de la Société Chimique de France)
(3) Le végétal, un relais pour le pétrole ?
(4) Valorisation biologique des agro-ressources
(5) La cellulose (Produit du jour de la Société Chimique de France)
(6) Les enjeux de la R&D en chimie pour le développement des carburants et des biocarburants
(7) La chimie au cœur des énergies d’avenir
(8) Chimie du végétal, fer de lance de la chimie durable
(9) Biomasse : la matière première renouvelable de l’avenir
(10) Les algocarburants, de nouveaux diesels miracles ?
Après les attentats abominables qui ont entaché le 13 novembre dernier et révulsé tous les Français, nous avons entendu les hautes autorités de l’État nous mettre en garde sur l’éventualité d’une guerre chimique. Qu’est-ce que cela signifie ? C’est la dispersion dans des endroits clos de gaz toxiques susceptibles d’altérer gravement la santé des personnes présentes et même de les empoisonner mortellement.
Quels sont ces gaz chimiques ? La célébration du centenaire de la grande guerre (1) a jeté quelques lumières sur ces gaz dont on rappelle la première attaque en avril 1915 par le chlore (2).
Au cours du conflit 1914-1918, les gaz utilisés ont été de plusieurs types :
- les suffocants tels le chlore (Cl2) ou le phosgène (COCl2) qui détruisent les alvéoles des voies respiratoires ;
- les sternutatoires dérivés de l’arsine non mortels mais provoquant éternuements et nausées ;
- les vésicants très agressifs comme l’ypérite ou gaz moutarde S(CH2CH2Cl)2 qui par contact produisent des brûlures, des aveuglements et attaquent les poumons (3).
Les quantités à mettre en œuvre ou à déverser par de nombreux fûts ou des obus volumineux rendent difficile leur utilisation en pleine ville par des terroristes, sauf par attaque aérienne qui aurait échappé à la sécurité militaire aérienne.
Plus dangereux sont les organophosphorés dérivé de l’isopropanol comme le Tabun ou le Sarin (4) qui à concentration modérée par inhalation entrainent la paralysie respiratoire. C’est ce dernier qui fut utilisé en 1995 dans le métro de Tokyo par des terroristes de la secte Aun Shinrikyo qui a coûté la vie à 12 personnes et intoxiqué momentanément plusieurs milliers d’usagers. L’antidote principal est l’atropine par voie intraveineuse. C’est probablement la menace la plus dangereuse avec ces gaz innervants comme le VX, encore plus mortel. Cependant, leur synthèse reste assez complexe et dangereuse, difficile à réaliser sans équipements spécialisés et des chimistes professionnels. Par ailleurs, les méthodes nanotechnologiques (5) de détection de traces de ces dérivés (6) et d’explosifs sont de plus en plus perfectionnées (7) et à la disposition de la police scientifique (8).
Jean-Claude Bernier
novembre 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
(1) 1914-1918 : la guerre chimique
(2) Berthollet, le pharmacien Curaudau et l’identification du chlore
(3) Il y a cent ans : la guerre chimique
(4) De la difficulté d’éliminer les « armes chimiques » de Syrie
(5) Les nouvelles techniques d’investigation des explosifs
(6) La chimie au service de la sécurité de nos concitoyens
(7) Déjouer le terrorisme chimique : l’apport des nanotechnologies et des détecteurs de gaz toxiques
(8) La police scientifique
Un match Chine, Airbus et Boeing ! La Chine vient de dévoiler son ambition aéronautique. Un nouvel appareil le C 919 long de 39 mètres capable d’emporter 180 passagers sur près de 4000 km vient d’être dévoilé sur le site de l’usine de Shanghaï devant plusieurs milliers d’officiels et d’ingénieurs chinois. Dès 2016 il commencera son programme d’essais qui devra montrer que les vols se feront en toute sécurité afin de recevoir son certificat d’exploitation internationale à l’horizon 2018.
Avec cet avion, la Chine montre qu’elle veut produire, comme l’Europe et les Etats-Unis, ses propres avions commerciaux et devenir un acteur majeur du transport aérien. Le C 919 se positionne comme un moyen-courrier produit par la COMAC (Commercial Aircraft Corporation of China) dans un marché où Airbus augmente la cadence de production des A 320 compte-tenu du carnet de commandes bouclé pour 7 ans, comme celui de Boeing !
Le fuselage, où dominent les composites (1), et les ailes en aluminium (2) sont conçus et fabriqués en Chine. Une partie des autres éléments est achetée aux meilleurs sous-traitants qui fournissent déjà Airbus ou Boeing. Les moteurs par exemple (3) sont produits par CFM International, coentreprise franco-américaine entre l’américain General Electric et le français Safran, les systèmes électriques par Honeywell (4) et le système de recyclage des eaux usées par le français Zodiac–Aerospace (5) (6). Les trains d’atterrissages sont suisses mais les freins en carbone-carbone sont français (7). Il est bon de rappeler que le transport aérien, qui se développe notamment en Chine, demandera plus de 12 000 avions d’ici 2035 et que ce marché dépend beaucoup de la chimie et de ses innovations (8), bien sûr avec les matériaux mais aussi, ne serait-ce que pour éviter les problèmes électriques, avec les progrès de l’électrochimie (9) ou, pour diminuer l’empreinte carbone, avec les nouveaux carburants biosourcés tels que le biokérosène (10).
Jean-Claude Bernier
novembre 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Matériaux composites à matrices polymères
2) Les alliages d’aluminium pour l’allègement des structures dans l’aéronautique et la carrosserie automobile
3) La combustion et les défis de la propulsion aéronautique et spatiale
4) Énergie en batterie. Des batteries pour la mobilité électrique
5) L’eau : ses propriétés, ses ressources, sa purification
6) L’eau, sa purification et les micropolluants
7) Les composites carbone/carbone
8) La chimie donne des ailes
9) Lithium–ion : de nouvelles batteries antiaériennes ?
10) Les bio-carburants de 2e génération, le projet Syndièse
On peut regretter que le prix Nobel de chimie 2015 soit très biologique, mais il faut alors se féliciter que celui de médecine soit très chimique. L’irlandais William Campbell et le japonais Satoshi Omura sont récompensés pour la découverte de l’avermectine, molécule base du traitement de l’onchocercose ou cécité des rivières transmise par une petite mouche responsable de plus de 500 000 cas de cécité en Afrique. Le japonais Satoshi Omura a étudié les propriétés antibactériennes de souches bactériennes dans le sol, il en a sélectionné une cinquantaine et c’est à partir de celles-ci que William Campbell et la société Merck ont découvert Streptomyces avermitilis très efficace contre les parasites d’animaux. La chinoise Youyou Tu, elle, a passé au crible 2000 herbes utilisées par la médecine traditionnelle chinoise, et, en étudiant particulièrement l’Artemisia annua, elle a identifié son principe actif, l’artemisinine. Première scientifique chinoise de l’académie de médecine traditionnelle à être couronnée, elle a démontré l’efficacité de cette molécule contre le plasmodium. C’était arrivé à point nommé pour lutter contre le paludisme alors que les traitements antipaludéens rencontraient de plus en plus de résistance dans les années 70-80.
Ces découvertes à partir de plantes (1) ou de microorganismes inspirées parfois par la médecine traditionnelle (2) dans une démarche « ethnopharmacologique » n’est pas nouvelle. Rappelons que l’action antipyrétique de l’acide salicylique (aspirine) (3) a été découverte 400 ans avant J.-C. avec les décoctions de feuilles de saule. Plus près de nous, de nouveaux anticancéreux ont été trouvés : le navelbine grâce à la pervenche de Madagascar (4) et le taxotère grâce aux aiguilles d’if (5) (6). Mais l’extraction de ces principes actifs à partir de ressources cultivées ne suffit généralement pas à couvrir les besoins de millions de malades. Il faut alors passer par la synthèse chimique (7) et c’est la chimie thérapeutique (8) qui doit en recherche trouver les réactions multi–étapes et développer le procédé industriel de fabrication. C’est le cas pour ces Nobel de médecine.
L’avermectine, commercialisée dès 1981, est fournie gratuitement par la société Merck pour permettre les campagnes de traitement en Afrique devant l’énorme problème de cécités engendrées par l’onchocercose. Pour l’artémisinine, la culture et la production à partir de l’armoise (artemisia annua) était insuffisante face aux épidémies de paludisme avec 200 millions de cas et 500 000 décès par an. C’est la société Sanofi qui à partir de levures génétiquement modifiées a préparé l’acide artémisinique qui par catalyse et photo–oxydation dans une réaction très complexe donne l’artémisinine. Ce sont 50 à 80 tonnes fabriquées en Italie qui sont mises sur le marché à prix coûtant. Sanofi a été récompensé pour cette opération en 2012 par le prix Pierre Potier de la fondation de la Maison de la Chimie, créé en 2006 par le Ministère de l’Economie, des Finances et de l’Industrie en partenariat avec la FFC et l’UIC (9).
Jean-Claude Bernier
octobre 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) La nature au labo : la phytochimie
2) La nature pour inspirer le chimiste : substances naturelles, phytochimie et chimie médicinale
3) L’aspirine (Produit du jour de la Société Chimique de France)
4) Un exemple de médicament extrait d’une substance naturelle : la pervenche de Madagascar
5) Taxol et taxotère (Produit du jour de la Société Chimique de France)
6) De l’if à la pervenche : les plantes qui soignent
7) De la conception du médicament à son développement : l’indispensable chimie
8) La chimie thérapeutique : de la biologie chimique à la découverte de nouveaux médicaments
9) Sanofi - Prix Pierre Potier 2012 (trophée) (vidéo 5:36)
L’actualité automobile bruisse du scandale Volkswagen, l’une, sinon la première, des marques mondiales accusée d’avoir triché lors des tests d’homologation de consommation de carburants et d’émissions de polluants pour ses véhicules Diesel. L’action Volkswagen a dévissé en bourse et son président M. Winterkorn a démissionné. C’est une ONG américaine qui a financé des études indépendantes universitaires et qui a alerté l’agence fédérale de l’environnement à l’origine de l’affaire.
Quels sont les tests qui sont pratiqués par les certificateurs tels que UTAC CERAM en France pour les constructeurs ? Le test dure environ 20 minutes, le véhicule parcours 11 km sur rouleaux en laboratoire à 20 °C et à divers régimes. Quatre polluants sont analysés : les oxydes d’azote NOx (1), le monoxyde de carbone CO (2), les hydrocarbures résiduels HC, les particules fines (3) en nombre et dimensions ainsi que le gaz carbonique CO2 (4) qui, sans être un polluant, est un gaz à effet de serre. Les normes américaines, notamment en ce qui concerne la teneur en oxyde d’azote, sont plus drastiques qu’en Europe avec celles d’Euro 5. Mais dès 2016 les normes Euro 6 seront presque aussi sévères, avec 80 mg/km de NOx, moitié moins qu’Euro 5, et 170 mg/km de HC+ NOx (25 % en moins) et 5mg/km de particules fines. Les Golf et autres Passat Diesel disposaient d’un logiciel qui détectait les prises d’analyse de gaz à la sortie d’échappement et modifiait la gestion électronique du moteur en diminuant la puissance et la consommation et modifiait le rapport air/carburant durant le test.
Tous les constructeurs ont des astuces pour optimiser les tests, surgonflage des pneumatiques, lubrification super fluide du moteur, débranchement de l’alternateur et de la climatisation… D’où notre déception à nous usagers de ne jamais retrouver en conduite normale ces consommations largement sous-évaluées. D’après les associations de consommateurs c’est de l’ordre de 10 à 30 % de plus pour la consommation et pour les polluants parfois 5 à 20 fois les normes imposées !
Il est vrai que du point de vue chimique la purification des gaz d’échappement par catalyse n’est pas simple (5). Ce sont les oxydes d’azote qui sont les plus difficiles à éliminer (6). Ils se forment dans les cylindres à plus de 1200 °C température à laquelle l’oxygène et l’azote de l’air se combinent (7), il faut alors les réduire en azote et en eau par un catalyseur bicouches qui travaille en oxydoréduction (8). Il ne faut pas être trop réducteur car on augmente alors la teneur en CO et particules, mais suffisamment pour réduire NOx. Il existe deux moyens mis en œuvre par deux constructeurs français, la « Selective Catalytic Reduction » (SCR) avant le filtre à particules qui utilise des additions d’urée CO(NH2)2 (9) et le « NOx Trap » qui envoie à intervalles réguliers de l’ammoniac NH3 produit par un léger excès de carburant de quelques secondes. Ces dispositifs coûtent de l’argent et augmentent le prix et la consommation des véhicules, d’où la tentation de tricher et de limiter les coûts par une astuce informatique moins coûteuse… Voire ?
Jean-Claude Bernier
septembre 2015
Quelques ressources pour en savoir plus :
1) Les oxydes d’azote (Produits du jour de la Société Chimique de France)
2) Le monoxyde de carbone (Produit du jour de la Société Chimique de France)
3) La qualité de l’air en question
4) Le dioxyde de carbone : enjeux énergétiques et industriels
5) La zircone, matériau pour contrer la pollution des échappements automobiles
6) La catalyse au service de l’automobile
7) Un exemple de matériau spécifique : pots catalytiques et dépollution automobile
8) Améliorer les pots catalytiques (vidéo 3:00)
9) L’urée (Produit du jour de la Société Chimique de France)