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RÉSUMÉ
Stimulée par une pression réglementaire de plus en plus contraignante, la problématique du remplacement des solvants (organiques) toxiques continue de connaître un développement soutenu. De nombreuses alternatives ont été proposées, mais une double réalité chimique et économique complexifie la situation. En effet, il convient de trouver un solvant de remplacement qui permet de retrouver les propriétés d’usage tout en limitant le coût de sa mise en œuvre. Après avoir rappelé quelques définitions et grandes tendances dans le domaine des solvants verts, cet article aborde quelques stratégies de substitution, avant de passer en revue les principales solutions de remplacement.
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Stimulated by increasingly restrictive regulatory pressure, research activities about the replacement of toxic (organic) solvents continue to experience sustained development. Many alternatives have been proposed but the experts have to face a dual chemical and economic reality. Indeed, it is necessary to find a replacement solvent that matches both the expected properties and the cost of implementing the replacement solution. After reminding some definitions and the major trends in the field of green solvents, this article addresses some substitution strategies, before reviewing the main solutions of substitution.
Auteur(s)
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Bruno ANDRIOLETTI : Professeur des Universités - Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux (CP2M - UMR CNRS 5128) - Université Claude Bernard Lyon 1, CPE, Villeurbanne, France
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Jérémy CHAIGNON : Ingénieur de Recherche - Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux (CP2M - UMR CNRS 5128) - Université Claude Bernard Lyon 1, CPE, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
L’omniprésence des solvants (organiques et aqueux) en chimie de spécialité génère une quantité de déchets considérable et requiert le développement de procédés d’extraction, de recyclage et de retraitement souvent coûteux et chronophages. De plus, la mise en place d’une réglementation de plus en plus contraignante conduit le monde industriel et académique à repenser la « problématique solvant ». Ainsi, cette conjoncture offre à l’homme du métier une possibilité d’ouverture et d’évolution vers une chimie plus durable et plus respectueuse de l’environnement via la recherche de procédés ou de solvants alternatifs.
Si des approches sans solvant sont aujourd’hui considérées et proposées, la plupart du temps la substitution des solvants s’impose. À ces fins, des outils d’aide à la décision (méthode de Hansen-HSP, approches in silico type COSMO-RS, non détaillés dans cet article) ont été développés, mais l’expertise de l’expérimentateur reste bien souvent un passage obligé.
De très nombreuses alternatives sont aujourd’hui présentes sur le marché ou en cours de développement. Cependant, compte tenu du coût lié au changement d’un procédé, le choix de « LA » solution de remplacement s’avère souvent crucial et difficile. Néanmoins, cette notion de coût doit être analysée avec discernement, et notamment comparée aux coûts réels (et futurs) liés au retraitement et/ou à la destruction des solvants (impact environnemental) dans les procédés actuels.
Afin d’aider l’utilisateur dans ses choix, nous dressons ici un panorama des principales solutions de remplacement et discutons de la pertinence de chacune d’entre elles en termes environnementaux, mais également économiques. Les avantages et les inconvénients de chacune de ces approches sont discutés.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes utilisés.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
reglementation | green solvant | substitution
VERSIONS
- Version archivée 1 de août 2016 par Bruno ANDRIOLETTI
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Problématique « solvants »
En anglais
4. Glossaire
Analyse du Cycle de Vie (ACV) ; Life Cycle Analysis (LCA)
Méthode d’évaluation des impacts environnementaux globaux d’un produit ou d’une transformation (procédé). L’analyse du cycle de vie permet d’évaluer l’impact environnemental imputable à la production d’un produit tout au long de sa vie (matière première, transport, transformation, utilisation, fin de vie…).
Analyse du coût du Cycle de Vie (ACCV) ; Life Cycle Cost (LCC)
Correspond au coût total d’un produit tout au long de sa vie, « du berceau à la tombe » (craddle to grave).
composé CMR ; carcinogenic, mutagenic or toxic to reproduction compound
Acronyme issu de la réglementation sur la prévention des risques chimiques caractérisant une substance chimique qui, à moyen ou long terme, peut induire des effets cancérogènes, mutagènes ou reprotoxiques.
composé hydrotrope ; hydrotropic agent
Composé permettant la solubilisation d’une espèce lipophile dans l’eau. De structures proches de celles des tensioactifs (une tête polaire et une courte queue apolaire), les hydrotropes ne permettent pas en général une auto-agrégation spontanée.
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Glossaire
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - Solvent Market Size, Share & Trends Analysis Report, By Type (Alcohols, Hydrocarbons), By Application (Paints & Coatings, Printing Inks, Pharmaceuticals), By Region, And Segment Forecasts, 2023 - 2030 - (http://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/solvent-market).
-
(2) - SHELDON (R.A.) - The E Factor : Fifteen years on. Green Chem., - 9, p.1273-1283 (2007).
-
(3) - CAPELLO (C.), FISCHER (U.), HUNGERBUHLER (C.) - What is a green solvent ? A comprehensive framework for the environmental assessment of solvents. - Green Chem., 9, p.927-934 (2007).
-
(4) - JESSOP (P.G.) - Searching for green solvents. - Green Chem., 2011, 13, p. 1391-1398 (2011).
-
(5) - HENDERSON (R.K.), JIMENEZ-GONZALEZ (C.), CONSTABLE (D.J.C.), ALSTON (S.R.), INGLIS (G.G.A.), FISHER (D.), SHERWOOD (J.), BINKSA (S.P.), CURZONS (A.D.) - Expanding GSK’s solvent selection guide – embedding sustainability into solvent selection starting at medicinal chemistry. - Green Chem., 13, p. 854-862...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Liquides ioniques, enjeux et défis, de la recherche à l’industrie.
-
Biosolvants – Conception, propriétés et aspects environnementaux.
-
Utilisation du CO2 supercritique comme solvant de substitution.
-
Solvants eutectiques profonds – Vers des procédés plus durables
-
Applications industrielles des fluides supercritiques et équipements de mise en œuvre.
REACH : http://ec.europa.eu/enterprise/reach/index_fr.htm
Guides de sélection des solvants : http://www.acs.org/gcipharmaroundtable
Accès à l’acide biosuccinique : http://www.mosongomoukwa.com/blog/bio-based-materials-conference-puts-spotlight-bio-succinic-acid/
Material Safety Data Sheet Furfuryl Alcohol – PennAKem : http://www.pennakem.com/msds/furfurylalcoholpenn.pdf
HAUT DE PAGE
Clean Air Act Amendments of 1990 (104 Stat. 2468, P.L. 101-549)
Directive n° 1999/13/CE du 11/03/99 relative à la réduction des émissions de composés organiques volatils dues à l’utilisation de solvants organiques dans certaines activités et installations.
Directive 2001/81/EC of the European Parliament and of the council of 23 October 2001 on national emission ceilings for certain atmospheric pollutants (OJ L 309, 27.11.2001, p. 22).
Loi n° 83-634 du 13 juillet 1983 portant droits et obligations des fonctionnaires (version consolidée du 3 mars 2002).
Décret n° 2000-44 du 13 janvier 2000 portant abrogation du décret du 10 janvier 1977 fixant l’étendue des zones et...
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