[Regards croisés] La chimie verte : innover différemment

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Dernière modification le 15/03/2024 - 11:47

[Regards croisés] La chimie verte : innover différemment

Témoignage de Grégory Chatel, Maître de Conférences HDR à l’Université Savoie Mont Blanc (USMB).

Quelle place prend la chimie au XXIème siècle ?

G.C. : La chimie est une discipline scientifique qui existe depuis l’Antiquité : étudier la matière et ses transformations, comprendre les phénomènes pour pouvoir les reproduire. Elle est un peu partout, présente dans tout ce qui nous entoure et touche à tous les domaines du quotidien : téléphones portables, énergie, colorants, alimentation, emballages… Notre monde actuel est basé sur la chimie, faisant de celle-ci un symbole de la modernité.

La chimie, une réponse aux enjeux d’aujourd’hui et de demain ?

G.C. : Le mot « chimie » induit très souvent une connotation négative, sans doute liée à des accidents industriels restés dans la mémoire collective. Pourtant, les industries ont évolué en profondeur au fil du temps. Ainsi, la chimie en association avec d’autres disciplines offre des réponses aux enjeux sociétaux et environnementaux. Le concept de chimie verte, développé en 1998 par les chimistes Paul Anastas et John C. Warner s’inscrit indubitablement dans cette dynamique : prévention, utilisation efficace de l’énergie, limitation des déchets… La chimie verte correspond à celle pratiquée de plus en plus de nos jours.

D’un point de vue économique, à l’échelle nationale la chimie représente 3 000 entreprises, dont 80% de TPE/ME. L’industrie chimique est le 2ème secteur industriel après l’automobile et le 2ème secteur exportateur. Auvergne-Rhône-Alpes est la 1ère région française de production en chimie, totalisant plus de 32 000 salariés directs et plus de 100 000 économiquement associés. En termes d’innovation, il s’agit d’un secteur porteur : il en impacte de nombreux autres et apporte des réponses à des enjeux tels que la mobilité durable, la santé ou la transition énergétique et numérique, offrant de ce fait de belles perspectives d’emploi.

Comment la chimie peut-elle contribuer à l’économie circulaire ?

G.C. : L’économie circulaire ne doit pas être vue comme une contrainte mais au contraire comme une opportunité d’innover différemment. Son application va permettre d’augmenter la valeur d’un produit, de limiter la production de déchets associés et d’augmenter sa durée de vie. D’après un article du journal scientifique Chemistry A European Journal[1], 5 niveaux de contribution de la chimie à l’économie circulaire peuvent être identifiés :

Chimie verte et synthèses éco-compatibles
Simplification et optimisation de l'utilisation des ressources
Innovations, nouvelles technologies et nouveaux concepts
Analyse de cycle de vie et bilans environnementaux, économiques et sociétaux
Approches multi-partenariales et pluridisciplinaires

Quels en sont les facteurs clés de succès ?

G.C. : L’approche territoriale est primordiale pour une bonne intégration de l’économie circulaire dans les pratiques des chimistes. Déplacer un déchet de 1 000 km perd tout son sens, il faut aller vers des systèmes plus ou moins grands associés à des territoires.

Deuxièmement, il faut être agile et en capacité de saisir des opportunités, qu’elles viennent des pouvoirs publics, ou d’autres acteurs.

Le projet VITIVALO[2] en est un bon exemple : l’USMB a lancé au printemps 2018 ce projet pour proposer des alternatives au brûlage à l’air libre des déchets viticoles sur le territoire Savoie Mont Blanc, en réponse à un nouvel arrêté préfectoral interdisant cette pratique.

Troisièmement, il est nécessaire d’amener tous les acteurs des territoires à travailler ensemble : élus, associations, citoyens, chercheurs… Ils sont tous des maillons importants. Enfin, les projets d’économie circulaire peuvent avoir des impacts directs et indirects beaucoup plus importants qu’attendus, tels que la réduction des émissions de gaz à effet de serre, l’anticipation de problèmes géopolitiques sur les ressources, la préservation de la biodiversité…

En s’appuyant sur des problématiques globales, de nouvelles activités à impacts positifs peuvent se développer, comme le projet développé à l’USMB qui a conduit à la création de Rhizomex[3]. La startup assure la décontamination des terres infestées et la valorisation des rhizomes de renouée du Japon, par l’extraction d’un actif naturel très recherché dans le monde cosmétique ou nutraceutique*.

*Terme désignant un produit ou un aliment mettant en avant l'action bénéfique au niveau santé.

Témoignage de Laure Hugonet, Directrice Innovation d’Axelera, Pôle de compétitivité Chimie-Environnement Auvergne-Rhône-Alpes.

Quelques mots sur Axelera ?

L.H. : Axelera est un pôle de compétitivité créé en 2005. Il a pour objectif d’accompagner les projets et activités de ses 370 membres autour de 5 axes stratégiques :

Les matières premières renouvelables (chimie du végétal et valorisation du CO2 en particulier).
L’usine éco-efficiente (accompagnement au développement de procédés en rupture, ou optimisation de procédés pour une meilleure performance de l’usine…).
Les matériaux et produits pour les filières industrielles (développement de nouveaux produits chimiques de performance ayant un impact environnemental positif).
La valorisation des déchets et sousproduits industriels.
La préservation et la restauration des ressources naturelles (eau, air, sol…).

Ces axes intègrent de façon transversale trois dimensions : le numérique/ I.A., l’éco-conception et la circularité des matières et ressources.

Le pôle travaille au quotidien pour accompagner le développement de ses adhérents avec 3 leviers :

Accélérer l’innovation en favorisant l’émergence de projets de R&D et leur réalisation via l’obtention de financements. La recherche collaborative et le partenariat publicprivé sont parmi les priorités.
Accompagner la croissance des entreprises en les aidant dans leur financement privé et leur développement business.
Mettre en réseau et promouvoir l’écosystème chimie-environnement.

Comment sont liés la chimie et l’environnement ?

L.H. : Chimie et environnement sont souvent mis en opposition alors que la chimie apporte des solutions à de nombreuses problématiques environnementales.

Elle irrigue de multiples disciplines. La chimie c’est, par exemple, la production de membranes pour le traitement de l’eau, le développement de catalyseurs pour la dépollution, la fabrication de matériaux composites pour les pales d’éolienne ou l’allégement des véhicules, ou encore différents constituants des batteries électriques (électrodes, électrolytes…).

La chimie joue déjà et a un rôle à jouer pour résoudre les défis du développement durable.

Axelera œuvre en ce sens à deux niveaux, en accompagnant les industries dans leur dimension environnementale (accroître l’éco-efficience des sites industriels) et pour le développement de nouveaux produits ou matériaux aux fonctionnalités et performances environnementales accrues.

Comment l’économie circulaire s’intègre dans la chimie ?

L.H. : La circularité peut être mise en œuvre à différents niveaux. Notamment en intégrant la notion de fin de vie dans le développement d’un produit afin d’assurer sa recyclabilité, ou plus globalement en intégrant une démarche d’éco-conception. Arkema a ainsi développé la résine Elium®, une résine thermoplastique destinée à la production de pales d’éolienne en composites recyclables[1]. La circularité peut s’exprimer sur bien d’autres dimensions : captage de CO2 pour ensuite le réutiliser, récupération de la chaleur fatale pour la revaloriser, recyclage des eaux de process, requalification des friches industrielles pour « recycler » le foncier…

Bien entendu, l’économie circulaire est un sujet qu’on associe de manière évidente avec le recyclage. Là encore, la chimie est une voie de progrès. Des innovations portent actuellement sur le développement de voies de valorisation chimique de différents déchets, par exemples le projet Polyloop® qui a pour ambition de développer de petites unités de traitement physicochimique des gisements de PVC composites[2], ou la société Afyren qui propose des molécules biosourcées issues de déchets organiques bruts en substitution de molécules pétro-sourcées[3]. Différents projets de recyclage chimique de plastiques sont actuellement en émergence dans le réseau.