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1 SORTIR DU TOUT PETROLE DE NOUVEAUX DEFIS POUR LE CHIMISTE Prof P. van de Weghe

2 Le pétrole, état des lieux. Le pétrole, environ 50% de son exploitation est dédiée au transport. Le transport représente 30% de la consommation énergétique d un français (27% de ses émissions de gaz à effet de serre)! Les rapports divergent, mais d ici 50 ans le pétrole sera devenu une denrée extrêmement rare, après avoir été un denrée très très chère. 1

3 La raréfaction du pétrole: des raisons d être inquiet pour le futur? Cas du transport Et que pourrait-il se passer pour les autres domaines? - Agriculture en recul? - Santé humaine? Dégradation des conditions de vie, baisse de l espérance de vie, etc 2

4 Les biocarburants, et alors? - Le CO 2 rejeté lors de la combustion des biocarburants correspond à celui fixé lors de la croissance des végétaux. Il n augmente pas l effet de serre : 1 tonne de Diester = 1 économie de 2,5 tonnes éq. C0 2 par rapport au gazole 1 tonne d éthanol = 1 économie de 2,7 tonnes éq. C0 2 par rapport à l essence On estime ainsi qu en 2002, les biocarburants ont permis d éviter la production de 1 million de tonnes d équivalent C0 2 en France. - L ajout d ester dans le carburant améliore l'indice d'octane du moteur c'est à dire son pouvoir détonant - Contient de composés «riches» en atomes d oxygène dans les biocarburants amélioriant la combustion, donc peu de particules et peu de monoxyde de carbone rejetés. 2 3

5 Les biocarburants, et alors? Photosynthèse : 6 CO H 2 O + lumière C 6 H 12 O O 2 Fermentation : C 6 H 12 O 6 2 C 2 H 5 OH + 2 CO 2 Combustion : 2 C 2 H 5 OH + 6 O 2 4 CO H 2 O Bilan carbone du biocarburant 4

6 Les biocarburants, et alors? ETBE = Ethyl Tertio Butyl Ether Bioéthanol En 2004, la consommation mondiale de pétrole = 1,5 milliard de tonnes. Il faut donc 1,5 milliard de tonnes de biocarburants par an, sans compter l'augmentation de la demande d'énergie. Exemple de la culture de betterave: un hectare produisant en moyenne 2 tonnes d'équivalent pétrole par an il faut donc 525 millions d'hectares soit 1/3 de la surface agricole mondiale!!!! 5

7 Le cycle du carbone La photosynthèse Le cycle du carbone Trouver des solutions pour produire les produits de base classiquement obtenus à partir du pétrole sans employer la part «alimentaire» de la biomasse. 6

8 Quel est le rôle du chimiste? Mettre en place les outils «chimiques» pour convertir du carbone de «plantes» en carbone équivalent aux produits pétroliers. Plusieurs contraintes : 1- ne pas faire appel à la biomasse «alimentaire» et utilisée une biomasse qui se renouvelle aussi vite qu elle est consommée. 2- produire en grande quantité les composés de base de la chimie. 3- produire en étant également conscient des enjeux écologiques. Part de la biomasse comme matière première pour la chimie organique 7

9 L apport du chimiste organicien La chimie organique est une branche de la chimie concernant l'étude scientifique de molécules contenant du carbone, en particulier leur structure, leurs propriétés, leur composition, leurs réactions et leur préparation (par synthèse ou autres moyens). Ces composés peuvent comprendre un certain nombre d'autres éléments, comme l'hydrogène, l'azote, l'oxygène, les halogènes ainsi que le phosphore, le silicium et le soufre. 8

10 Les biocarburants, et alors? 9

11 Quel est le rôle du chimiste? 1- quelle biomasse utiliser? première génération : A EVITER - empiète sur l agriculture tournée vers l alimentation - très coûteux en eau, utilisation excessive d engrais bilan environnemental peu satisfaisant! seconde génération : la filière bois une bonne solution : choix d arbres à croissance rapide, utilisation également des bois morts et résidus. 10

12 11

13 12

14 Quel est le rôle du chimiste? 2- valorisation des sous-produits : cas du glycérol Biomasse de première et seconde génération : pour 9 kg de biodiesel produit, environ 1 kg de glycérol est obtenu comme sous-produit. Projection de la production globale de glycérol Comment valoriser ce sous-produit? 13

15 Valorisation du glycérol Transformer le glycérol en «matières premières utiles» 1- convertir le glycérol en alcools plus petits (découper à l aide d enzymes ou de réactions chimiques le glycérol en petits fragments) 2- convertir le glycérol en «briques» élémentaires pour la polymérisation etc. les recherches se poursuivent 14

16 Quel est le rôle du chimiste? 3- conscience des enjeux écologiques vers la «chimie verte» (chimie durable) Economies d énergie! 15

17 Quel est le rôle du chimiste? La chimie verte Les douze principes de la chimie verte (1998, Paul Anastas et John Warner) 16

18 Quel est le rôle du chimiste? La chimie verte Exemple de la synthèse de l ibuprofène Procédé traditionnel : 6 réactions stoechiométriques, rendement global de 40%, Production annuelle tonnes tonnes de déchets non exploitables Procédé vert : 3 réactions catalysées Rendement global de 77% Sous-produit formé : acide acétique (du vinaigre!) Avantages : moins de traitement de déchets, synthèse moins longue, économie 17

19 Pour conclure Sortir du tout pétrole, ce n est pas un mythe. C est une nécessité à court terme en passe d aboutir. Les solutions existent et les progrès sont rapides. Mais le véritable enjeu de demain est le cycle de l eau, indispensable à la vie, indispensable au développement de la filière biomasse. L énergie qui est bon marché est celle qu on ne dépense pas 18

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