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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Intensification des procédés et élaboration des propriétés d'usage1. Globalisation des marchés et conscience sociétale
Face à la globalisation des marchés, à l'accélération des partenariats et des demandes d'innovation, connaître les produits et les procédés qui seront compétitifs dans l'actuelle économie mondialisée est la première des exigences adressées à la recherche et à l'innovation en génie chimique et plus généralement en génie des procédés. De fait, si au début des années 1970, la durée de demi-vie d'innovation de produit (temps d'accès au marché) était d'environ 10 ans, aujourd'hui une année est souvent considérée comme un temps long, conséquence de la compétition croissante qui règne sur les marchés. En outre, plus de 14 millions de composés chimiques peuvent être synthétisés, 100 000 peuvent être trouvés sur le marché, mais seulement quelques pourcents d'entre eux se trouvent dans la nature et donc la plupart doivent être délibérément conçus, formulés, synthétisés et fabriqués pour répondre au besoin de l'humanité, pour tester une idée ou bien encore pour satisfaire notre soif de connaissance. Ainsi, un grand nombre de demandes du XXI e siècle concernent :
-
le développement de biomatériaux ;
-
la préparation de nanoparticules ;
-
le relargage contrôlé de médicaments, les bionanotechnologies ;
-
la conversion de la biomasse ;
-
l'utilisation des liquides ioniques et systèmes aqueux biphasiques ;
-
la dynamique de relaxation des composés moléculaires complexes ;
-
la fabrication de microréacteurs polyphasiques pour des réactions sélectives, c'est-à-dire, fluoration.
Toutes ces demandes sont clairement focalisées sur des exigences sociétales, comme :
-
la séquestration du CO2 ;
-
la combustion chimique en boucle ;
-
le reformage et l'oxydation catalytique partielle du méthane pour produire du gaz de synthèse ;
-
la synthèse des biocarburants ou la production d'hydrogène.
La plupart de ces sujets sont répertoriés dans des « feuilles de route » publiées depuis une quinzaine d'années, telles :
-
les 12 principes de la chimie verte ...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALEXANDRIDIS (P.) - Gold nanoparticle synthesis, morphology control, and stabilization facilitated by functional polymers. - Chemical Engineering and Technology, 34, p. 15-28 (2011).
-
(2) - ALLEN (D.T.), SHONNARD (D.R.) - Green Engineering : Environmentally conscious design of chemical processes and products. - AIChE Journal, 47, p. 1906-1912 (2001).
-
(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).
-
(5) - ANASTAS (P.T.) - Fusing green chemistry and green engineering : DesignBuild at the molecular level. - Green Chemistry, 10, p. 607 (2008).
-
(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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