La chimie chiffrée

IntroCours d’introduction sur le rôle et l’importance de la chimie en France et dans le monde. Définition des secteurs d’activités.


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Introduction générale

Définition de la chimie

La chimie est le domaine d’étude des propriétés et de la transformation de la matière. On peut définir un phénomène chimique comme un changement de composition de la matière.

Exemples :

  • Si de l’eau bout, elle change d’état (de l’état liquide à l’état gazeux) mais ne change pas de composition ; il s’agit d’un phénomène physique.
  • Si une allumette brûle, le bois (cellulose) se transforme en charbon + dioxyde de carbone + vapeur d’eau ; il y a une transformation de la matière, il s’agit donc d’un phénomène chimique.
  • Dissoudre un morceau de sucre dans un verre d’eau ne correspond pas à une transformation chimique mais là encore à une transformation physique (solubilisation). Par contre, chauffer du sucre et observer sa transformation en caramel, correspond à une modification de la structure chimique du glucose et donc à une transformation chimique.

On pourrait trouver ainsi des millions d’exemples de réactions chimiques.

Chimie antique

Les réactions chimiques existent depuis la naissance de l’univers. Elle a suscité de l’attention dès l’apparition de l’homme qui a essayé de la domestiquer pour améliorer son environnement. La chimie n’est devenue une science qu’à partir du 18e siècle seulement. Elle est la plus jeune de nos sciences, et on considère sa naissance avec Antoine Lavoisier (1743-1794).

Avant : Alchimie – considération philosophiques, ésotériques, mystiques….

Chimie moderne

C’est la chimie telle que nous l’a connaissons actuellement. Elle est extrêmement développée. Elle est présente partout autour de nous : 99 % des objets qui nous entourent passent par les mains d’un chimiste à un moment donné. Quelques chiffres sur les données économiques : La chimie est la plus grosse activité industrielle mondiale (50% de la capitalisation boursière mondiale), elle a générée, rien qu’en France en 2008, un chiffre d’affaire de 86 milliards d’euros (Figure 1). C’est l’équivalent de la moitié du budget de l’état français. L’activité de la chimie en France, c’est 182 000 salariés (hors effectif du secteur de la pharmacie) répartis dans 859 entreprises de plus de 20 salariés (chiffre 2009, Sources SESSI UIC).

Figure 1. Répartition du CA 2008 de l'industrie chimique en France (Source UIC)

Figure 1. Répartition du CA 2008 de l'industrie chimique en France (Source UIC)

La vaste gamme des productions de l’industrie chimique (on dénombre à l’heure actuelle quelque 30 000 molécules produites et commercialisées par les entreprises chimiques françaises) va des grands produits de base minéraux et organiques aux médicaments en passant par les engrais, les matières plastiques, les arômes, les colles, les produits de beauté, etc.

99 % des objets qui nous entourent passent à un moment donné par les mains d’un chimiste.

La chimie est principalement connue comme une science, celle de la structure de la matière et de ses transformations. Ses applications ont permis le développement d’un grand nombre d’activités industrielles qui se définissent à partir des opérations et des techniques qu’elles mettent en œuvre. Les industries chimiques utilisent un nombre restreint de matières premières naturelles ; à partir de ces combinaisons de molécules simples, elles élaborent des molécules plus complexes, soit pour réaliser des matières existantes, soit pour créer des matières nouvelles (produits de substitution par exemple). La classification courante se fait autour de quatre sous-secteurs.

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Les quatre grands secteurs de l’industrie de la chimie

Il est habituellement admis que la chimie se répartit en quatre grands secteurs dont voici les composantes et les activités qu’ils englobent.

petrochemical_retLa chimie de base

Elle fabrique des produits de gros tonnage, en peu d’étapes de réaction, à partir de matières premières facilement accessibles, dans des installations de grande capacité mobilisant des capitaux importants.

Cette chimie que l’on qualifie aussi de chimie lourde, est composée de 2 sous-secteurs :

La chimie minérale qui utilise essentiellement l’eau, l’air, le sel, le soufre et les phosphates pour produire de l’acide sulfurique et ses dérivés, des produits obtenus par électrolyse comme le chlore ou la soude, des gaz comprimés, et des produits plus élaborés comme les engrais.

La chimie organique qui traite principalement de la pétrochimie et de son aval, les matières plastiques, le caoutchouc synthétique et les élastomères. Les « grands intermédiaires » de la chimie organique sont notamment l’éthylène, le propylène, le butadiène, le benzène, l’éthanol, l’acétone…

Les autres ressources de la chimie organique sont depuis fort longtemps les matières premières renouvelables, issues pour la plus-part de l’agriculture (céréales dont le maïs, colza, tournesol, pomme de terres, betterave sucrières, mais aussi produits animaux : suifs, graisses, peaux…).
Le poids économique de cette chimie d’origine agricole est estimé à 15 % du total de l’activité organique. Cette part va augmenter grâce à la mise au point de nouvelles technologies en fermentation notamment et de nouveaux produits, comme les polylactages ou nouveaux polymères).

Chemistry_lab_retLa chimie fine

A partir des produits de la chimie lourde, notamment des « grands intermédiaires » et aussi d’extraits végétaux ou animaux, elle élabore des molécules complexes issues d’un processus de recherche et développement, intense. Elle en effectue la production par de nombreuses réactions chimiques en série.

Les produits, obtenus en quantités beaucoup plus modestes que dans la chimie lourde peuvent être très coûteux comme par exemple les principes actifs des médicaments.

cosmétique_retLa parachimie

Dans ce secteur d’activité sont fabriqués des produits possédant des propriétés bien définies pour un usage spécifique : savons et détergents ; produits de beauté ; peintures, laques, vernis et encres ; produits d’entretien ; colles et adhésifs ; produits de protection des plantes ; surfaces sensibles pour la photographie ; explosifs, etc.

Ces produits sont largement diffusés dans tous les secteurs industriels et auprès du grand public.

pills_retLa pharmacie

Elle utilise des principes actifs élaborés par la chimie fine. Elle les formule, c’est-à-dire effectue des mélanges pour les rendre assimilables, et les conditionne sous forme de médicaments et autres préparations utiles à la santé des hommes et des animaux.

Protection de l’environnement

Pour protéger l’environnement et gérer les risques inhérents à l’industrie chimique, environ 496 millions d’euros d’investissement ont été consacrés en 2008 à des mesures de protection de l’environnement et de maîtrise des risques, soit 16 % des dépenses d’investissement totales, selon l’enquête réalisée chaque année par l’UIC auprès des entreprises adhérentes. La Figure 2 montre l’évolution des principaux rejets d’industries chimiques.

Figure 2. Evolution des rejets inductriels (Source UIC)

Figure 2. Evolution des rejets inductriels (Source UIC)

Question :

On sait qu’une des pollutions majeures de l’atmosphère provient des émissions des gaz d’échappement des véhicules automobiles. Selon vous, pourquoi n’a t-on pas adopté la voiture électrique et la voiture à hydrogène plus tôt ?

2 réflexions au sujet de « La chimie chiffrée »

  1. Sans doute parce que ses systèmes sont biens trop couteuses. Et à l’époque les systèmes de batteries éléctriques n’étaient pas du tout au point (trop lourd, trop gros). De plus nous avons découvert le pétrol.

  2. ses solutions alternatives à l’essence et au gasoil n’ont pas été adapté plus tôt parce que:
    1_ à l’époque on a découvert le pétrole et ses applications. on ne pensait pas au fait que les réserves n’étaient pas infinies.
    2_ les batteries électriques étaient jusque là inadéquates à l’adaptation à un véhicule. et l’utilité de cette adaptation d’un point de vue économique était loin d’être prouvée.
    3_ aujourd’hui encore d’un point de vue économique les voitures électriques ou hybrides ne sont pas assez abordable au plus grand nombre pour représenter un réel poids économique dans la balance… c’est pourquoi même s’il y a de plus en plus d’automobiles électriques ou hybrides sur le marché, il n’y en a pas tellement sur nos routes en proportion du nombre de conducteurs.

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