Rendre l'industrie chimique plus verte, grâce à des énergies de substitution, d'un meilleur rendement.
La fabrication de produits chimiques dépend largement des combustibles fossiles. Mais un projet financé par l'UE cherche à démontrer que d'autres formes d'énergie peuvent servir à intensifier les processus de synthèse chimique, réduisant la consommation de pétrole et de gaz. Le projet ALTEREGO étudie trois types d'énergie d'origine électrique: les micro-ondes, les ultrasons et le plasma non thermique (généré par micro-ondes). Ceci pourrait contribuer à rendre l'industrie chimique plus respectueuse de l'environnement. «Les combustibles fossiles comme le gaz et le pétrole représentent plus de 80 % de toute l'énergie consommée par l'industrie chimique. Ces méthodes utilisent la conduction pour apporter de l'énergie aux réacteurs chimiques, mais ceci est inefficace d'un point de vue thermodynamique», explique Andrzej Stankiewicz, coordinateur du projet ALTEREGO. «ALTEREGO travaille à de nouvelles méthodes utilisant des formes d'énergie respectant l'environnement et économisant les réserves de combustibles fossiles. Il contribue ainsi à soutenir les objectifs de l'UE en matière de climat et d'environnement», détaille M. Stankiewicz. «À long terme, nous envisageons pour l'Europe, et même pour le monde, une industrie chimique qui n'utilisera que de l'électricité 'verte' comme source principale d'énergie.» Georgios Stefanidis, directeur technique du projet, décrit les processus sur lesquels travaille ALTEREGO. «Nous avons étudié de nouveaux processus comme l'extraction de solvants assistée par ultrasons, la cristallisation, la distillation enzymatique réactive, la gazéification de biomasse assistée par plasma, le reformage inverse du méthane pour convertir le CO2 en méthanol, et la synthèse assistée par micro-ondes d'ingrédients pharmaceutiques actifs.» «Nous avons fait plusieurs découvertes scientifiques intéressantes concernant les effets de ces formes d'énergie sur diverses chimies, ainsi que sur les phénomènes de transfert de masse et de chaleur. Nous avons aussi conçu de nouveaux prototypes de réacteurs, qui se comportent très bien à l'échelle du laboratoire, et pourraient conduire à des techniques compétitives», ajoute M. Stefanidis. Par exemple, le réacteur mixte d'extraction de solvant assistée par ultrasons, présenté dans un laboratoire d'université, est maintenant utilisé dans un laboratoire pharmaceutique, où il s'est traduit par une économie de 50 % dans les matières premières, et une augmentation de 80 % du rendement en ressources. «Dans ce processus, nous avons montré que le taux d'extraction peut être amélioré d'un facteur 8,5 par rapport aux conditions d'un microcanal silencieux, et d'un facteur 20 par rapport à une production par lots», souligne M. Stefanidis. «Par ailleurs, les réacteurs de cristallisation assistée par ultrasons ont montré un meilleur taux de nucléation et d'efficacité du micro-mélange.» ALTEREGO a aussi été obligé de gérer le problème complexe consistant à utiliser de manière contrôlée ces autres formes d'énergie, pour réaliser des processus pharmaceutiques et du carburant verts. «Dans un cas, la forme d'énergie utilisée n'a pas eu les effets attendus sur la réaction ou la séparation des réactifs, nous en avons donc essayé une autre. Nous avons conclu de cette expérience qu'avant de choisir une méthode pour un processus, nous devions déterminer le ou les éléments à intensifier. S'agit-il de la cinétique de la réaction? Ou bien de l'équilibre vapeur-liquide, ou encore du transfert de masse ou de chaleur?». ALTEREGO travaille actuellement aux évaluations techniques et économiques, à agrandir l'échelle de ces processus, et à concevoir des calendriers pour leur commercialisation dans les marchés de niche qui bénéficieraient le plus de ces innovations.
Mots‑clés
ALTEREGO, produits chimiques, énergies de substitution, rendement énergétique, ultrasons, micro-ondes, plasma, combustibles fossiles
