Chemical switch

Commutation chimique

C'est en manipulant des réactions chimiques qu'un chercheur de l'Université Queen's espère rendre les industries plus vertes
26 mai 2010
Le chimiste Philip Jessop de l

Le chimiste Philip Jessop de l'Université Queen's veut rendre les procédés industriels plus verts.
Greg Black, Université Queen's

À titre de « chimiste vert », Philip Jessop cherche un moyen d’aider l’industrie chimique à concevoir des produits moins coûteux et plus écologiques. C’est la raison pour laquelle ce professeur de chimie minérale de l’Université Queen’s fonde de grands espoirs sur un solvant innovateur qu’il a mis au point et dont les fabricants de produits pharmaceutiques, de décapants ou encore d’huiles de cuisson pourraient tirer profit.

Le solvant remédie notamment à plusieurs inconvénients liés à la production d’huile de cuisson à base de graines de soya. Habituellement, pour extraire l’huile, il faut immerger les graines de soya séchées et effilées dans l’hexane, un composé organique volatil couramment utilisé comme solvant industriel. L’hexane dissout l’huile du soya, ce qui donne un mélange liquide d’hexane et d’huile qui est ensuite séparé par distillation. Essentiellement, on fait bouillir le mélange jusqu’à ce que le solvant s’évapore et qu’il ne reste que l’huile.

Malheureusement, recourir à des solvants volatils et à la distillation à échelle industrielle est très énergivore. Et ce procédé est dangereux : l’hexane, par exemple, est hautement inflammable sans compter qu’il s’agit d’une neurotoxine connue qui contribue à la formation de smog. D’autres solvants industriels sont tout aussi problématiques, notamment l’oxyde de diéthyle, le chloroforme et le toluène ; largement utilisés dans la fabrication des produits chimiques, ils échouent souvent dans les déchets après usage.

Échantillons de solvants « commutables »,

Échantillons de solvants « commutables », capables de dissoudre et de libérer des substances sur commande.
Philip Jessop, Université Queen's

Les statistiques fédérales révèlent que les entreprises canadiennes ont rejeté 5 676 tonnes d’hexane dans l’air en 2008, chiffre que Philip Jessop juge modeste puisque certains rejets ne sont ni détectés, ni signalés. Les solvants mis au point par le chimiste – il en a conçu plusieurs au cours des années – remédient à ces problèmes en proposant une solution de rechange propre aux substances volatiles libérées par les solvants et la distillation. Par exemple, le solvant préconisé pour séparer l’huile des graines de soya est généralement hydrophobe, ce qui signifie qu’il se mélange à l’huile, mais qu’il repousse l’eau. Ceux de Philipp Jessop sont « commutables » : ils peuvent aussi être hydrophiles, c’est-à-dire avoir de l’affinité pour l’eau et repousser l’huile. Pour obtenir ce résultat, le chercheur y ajoute du dioxyde de carbone : il peut donc l’utiliser pour extraire l’huile de soya et ensuite se servir de l’eau gazéifiée – la base des boissons gazeuses – pour retirer le solvant de l’huile. En soufflant de l’air dans l’eau gazéifiée, on en élimine le dioxyde de carbone, ce qui libère le solvant. Le mélange final se compose d’eau et du solvant dans son état d’origine. Le solvant peut être réutilisé, tout comme l’eau une fois la carbonatation effectuée de nouveau.

Ce solvant « commutable » mis au point par le chercheur est en cours d’essai afin d’établir sa viabilité dans des applications commerciales à large échelle. Si les tests sont probants, il pourrait changer bien des choses : bien que le solvant soit plus coûteux que de nombreux composés organiques volatils présentement utilisés, il permettrait à des entreprises de produits chimiques de réaliser des économies ailleurs tout en réduisant les émissions nocives.

« Comme elles n’utiliseraient plus de substances volatiles, les entreprises de produits chimiques réduiraient les coûts de couverture d’assurance et de sécurité-incendie de leurs employés et l’élimination de la distillation abaisserait énormément leurs coûts énergétiques, fait valoir le chimiste, qui vient de recevoir une Bourse de recherche Killam pour son travail. En outre, comme le solvant n’est pas inflammable et qu’il peut être réutilisé, les entreprises font des économies sur les solvants à usage unique. »