Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le génie des procédés moderne "vert" concerne l'ensemble des sciences et technologies qui permettent les transformations physico-(bio)chimiques optimales des matières premières et des énergies en produits utiles aux consommateurs. Cependant, il se doit de répondre aux besoins des industries chimiques et annexes : compétitivité, satisfaction de la demande économique changeante et respect des contraintes sociales et environnementales des procédés industriels. Tous ces aspects requièrent une approche multi-échelle fortement mobilisée sur l'intensification des procédés et sur le génie du couple produits verts/procédés verts, l'objectif étant de produire beaucoup plus et mieux, en consommant beaucoup moins, et de façon plus durable.
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Jean-Claude CHARPENTIER : Professeur et directeur de recherche CNRS Ancien directeur de l'ENSIC, de l'ESCIL et de l'ESCPE Lyon et du département sciences pour l'ingénieur du CNRS - Past-president de la fédération européenne de génie chimique - Laboratoire réactions et génie des procédés CNRS/ENSIC/Université de Lorraine
INTRODUCTION
Le génie des procédés concerne l'ensemble des sciences et technologies qui permettent les transformations physico-(bio)chimiques optimales des matières premières et des énergies en produits utiles aux consommateurs.
Pour répondre aux besoins des industries chimiques et annexes qui doivent satisfaire à la fois des demandes économiques changeantes et rester mondialement compétitives, le génie des procédés moderne doit appréhender à la fois la demande des marchés pour des produits à propriétés d'usage définies aux nano et micro-échelles de temps et d'espace et les contraintes sociales et environnementales des procédés industriels aux échelles méso et macro de production. Il doit répondre au défi de proposer des procédés comportant des technologies durables pour des produits verts « sustainable technology for green product ».
Nous verrons que cela requiert une démarche scientifique comportant une approche système intégré multidisciplinaire et multiéchelle de longueur et de temps, appliquée aux différents processus moléculaires et de transferts souvent couplés qui interviennent aux différentes échelles de la chaîne de production chimique : c'est-à-dire bien comprendre comment les phénomènes à une échelle déterminent les propriétés et comportements à l'échelle supérieure et ce, depuis l'échelle moléculaire jusqu'aux échelles du site de production.
Nous verrons aussi que cette approche multiéchelle, l'approche verte du génie des procédés qui combine à la fois un attrait des marchés (« market pull ») et une demande d'innovation technologique (« technology push ») est menée avec quatre objectifs principaux qui sont fortement mobilisés sur l'intensification des procédés et sur le génie du couple « produits verts/procédés verts ».
Le but est de produire beaucoup plus et mieux en consommant beaucoup moins, et de produire des molécules plus durables possédant des enjeux environnementaux et économiques avec des technologies et procédés innovants conduisant à une meilleure utilisation des matières premières et de l'énergie.
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Conclusions4. Développement durable
Au carrefour de la chimie et du développement durable, pour répondre aux enjeux précédents de demande de procédés durables qui devront être progressivement adaptés aux principes de la « chimie verte », et en prenant en compte les avancées méthodologiques et technologiques précitées, quatre objectifs principaux, parallèles et simultanés, sont mis en jeu et font l'objet de recherches intensives et de développements méthodologiques et technologiques notables pour le génie des procédés moderne .
4.1 Contrôle total multiéchelle du procédé
Le nano et microfaçonnage sur mesure de matériaux à structure contrôlée permet d'augmenter la sélectivité et la productivité.
Cet aspect nécessite l'intensification des opérations et l'utilisation d'outils de conceptions nano et microtechnologiques précises.
Par exemple, en ingénierie moléculaire, au lieu d'utiliser des supports poreux en catalyse hétérogène, des matériaux fonctionnels avec des propriétés ciblées sont maintenant conçus et fabriqués. En effet, la maîtrise simultanée de la composition et de la fonctionnalité d'un catalyseur est impérative pour le succès d'un procédé catalytique. Et la possibilité de contrôler sa microstructure et sa composition chimique permet de maîtriser l'activité, la sélectivité et la stabilité du catalyseur. Ainsi, en contrôlant, via la synthèse de nanostructures, la dimension des pores ou des cristallites et en manipulant la stœchiométrie et la composition chimique, il existe maintenant la possibilité de fabriquer de nouvelles structures aux échelles moléculaires et supramoléculaires. On peut mentionner la synthèse contrôlée en milieux aqueux de nanoparticules de métaux (nanosphères, nanobarres, nanocubes, nanotétrapodes, nanoprismes), nanoparticules qui peuvent servir elles-mêmes de blocs de construction...
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Développement durable
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ALEXANDRIDIS (P.) - Gold nanoparticle synthesis, morphology control, and stabilization facilitated by functional polymers. - Chemical Engineering and Technology, 34, p. 15-28 (2011).
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(3) - ANASTAS (P.T.), WARNER (J.C.) - Green Chemistry : Theory and Practise. - Oxford University Press, New York (1998).
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(4) - ANASTAS (P.T.), ZIMMERMAN (J.B.) - Design of green engineering, through the 12 principles. - Environ. Sci. Technol., 37, 5, p. 94A-101A (2003).
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(5) - ANASTAS (P.T.) - Fusing green chemistry and green engineering : DesignBuild at the molecular level. - Green Chemistry, 10, p. 607 (2008).
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(6) - BECHT (S.), FRANKE (R.), GEISELMANN (A.), HAHN (H.) - An...
ANNEXES
ACS Green Chemistry Institute https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry.html
CO LaN http://www.colan.org
Projet européen IMPULSE http://www.impulse-project.org
F3 FACTORY http://www.f3factory.com
AixCAPE https://aixcape.org/
COPIRIDE http://www.copiride.eu
PILLS http://www.fp7pills.eu
Feuille de route européenne http://fr.slideshare.net
REACH (Regulation Evaluation, Authorization of Chemicals) http://ec.europa.eu
HAUT DE PAGE2.1 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
Société Française de Génie des Procédés http://www.sfgp.asso.fr
Institution of Chemical Engineers (UK) http://www.icheme.org/
DECHEMA...
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