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OpenEdition Books

Le développement durable à découvert

 | 
Agathe Euzen
, 
Laurence Eymard
, 
Françoise Gaill

Sixième partie – Nouvelles approches dans la recherche

11. Changement de paradigme en chimie

Hervé Toulhoat e Sophie Jullian

Testo integrale

1La chimie en tant que science peut-être considérée comme la sous-discipline de la physique, qui se consacre à l’étude de la matière et de ses transformations, depuis l’échelle supra-atomique jusqu’à l’échelle macroscopique. L’impératif de développement durable ne change ni son langage ni ses méthodes expérimentales et théoriques, qui évoluent conjointement avec les progrès de la physique depuis plus de deux siècles. En revanche, il impacte profondément les champs d’application de la chimie – ainsi que ses interfaces avec la biologie et les géosciences, par exemple – et plus largement, le regard que porte sur elle la société. Le changement de paradigme*, de représentation collective, réside dans l’acception sociale de la chimie : depuis un point de vue, culminant avec les « Trente Glorieuses* », considérant la chimie comme la base des technologies permettant de transformer au moindre coût économique des matières premières en produits d’usage, vers le point de vue émergent.

Vers une chimie au service de l’environnement

2Le secteur de l’environnement considère à juste titre la chimie comme donnant des clés pour le développement durable, qu’il s’agisse de mesurer, de comprendre et de soigner les impacts environnementaux de l’activité humaine, ou de répondre, en minimisant ces impacts, à une demande mondiale de produits et services en croissance rapide, cela avec des ressources en énergie et matières premières limitées. Le paradigme antérieur, qui tendait à refouler l’impact environnemental des industries extractives et de transformation des matières premières (la chimie au sens large) devant l’attrait immédiat de la création de richesses, est encore largement dominant partout où la priorité est de sortir du sous-développement économique et social (cf. IV.3).

Le projet FUTUROL vise à mettre au point et valider un procédé de production d’éthanol par voie biologique, dit « de seconde génération », à partir de la lignocellulose, issue de coproduits agricoles, forestiers, de résidus ou de biomasse dédiée. © PROCETHOL 2G

3L’image de la chimie dans l’opinion publique générale a souffert, et souffre encore beaucoup, du phénomène de projection déculpabilisant (« bouc émissaire »), alors que chaque consommateur aspirant au moindre coût est en réalité en partie responsable de la dégradation de la viabilité de la planète. C’est pourquoi, il est primordial, pour l’avenir de l’humanité, de faire valoir la science chimique comme passage obligé, et non comme obstacle, à l’avènement du développement durable (figure), c’est-à-dire que chacun soit informé de ce changement de paradigme et y adhère.

4L’évolution de la discipline « chimie » elle-même est couplée aux progrès théoriques et expérimentaux en physique, comme déjà indiqué. Elle peut se caractériser par quelques mots-clés : intervention toujours plus systématique et pertinente de la modélisation moléculaire et de la chimie théorique (comprendre, prédire), avancées en catalyse, émergence de la biologie de synthèse et des machines moléculaires génétiquement programmées, progrès de la physique analytique (résonance magnétique nucléaire – RMN*, microscopies, rayonnement synchrotron*…), de la nanochimie… Sur ce dernier point, il s’agit plus précisément du contrôle des architectures de matériaux à l’échelle du nanomètre, sous la bannière érigée par Richard Feynman en 1959 : « There is plenty of room at the bottom… ».

5Cet immense arsenal conceptuel et technique, au service de cohortes rapidement croissantes (à l’échelle planétaire) de chercheurs et d’ingénieurs de haut niveau, est largement mobilisé aujourd’hui pour le développement durable. Il l’est à travers les orientations programmatiques des agences de financement nationales et supranationales, reflet des prises de conscience citoyennes des enjeux du développement durable. Il l’est aussi, très massivement, par les industriels de l’énergie, de l’eau et de l’environnement, de la chimie, du transport, de la santé… qui doivent, non seulement répondre partout à une contrainte législative de plus en plus stricte, visant à protéger l’environnement, mais aussi satisfaire sur leurs marchés des consommateurs de plus en plus inquiets pour leur cadre de vie et celui de leur descendance. L’effort éducatif pour un changement de paradigme à l’égard des applications de la chimie est l’une des seules réponses possibles au risque de propagation de phobies irrationnelles et négativistes à l’égard de tout progrès technique. À un tel risque, il faut en effet opposer une exigence de transparence de l’action et de lucidité objective sur les motivations de cette dernière. Outre ces aspects d’acculturation sociale récurrents, des contraintes plus intrinsèques, telles que la raréfaction, et de ce fait l’enchérissement des matières premières, et la transition énergétique annoncée, incitent plus que jamais l’industrie chimique, au sens large, à accroître l’efficience énergétique et l’intensité de ses procédés.

Chimie et biologie

6Allant de pair avec l’attention portée à la biosphère et aux limites de la résilience des écosystèmes et des organismes vivants à la production anthropique d’entropie, le développement considérable depuis deux décennies de l’interface entre chimie et biologie peut-être considéré à titre d’exemple.

7Ainsi, depuis moins d’une décennie, un immense progrès est réalisé dans la caractérisation structurale et fonctionnelle des protéines et de leurs auto-assemblages en machines moléculaires intracellulaires*, conséquence directe des progrès accomplis en instrumentation et en modélisation (cristallographie* sous rayonnement synchrotron, RMN multinoyaux multidimensionnelle, modélisation biomoléculaire). Les retombées en sont considérables en médecine, chimie médicinale, agronomie…

8Le potentiel économique très prometteur de la bioressource végétale est largement revisité : dans l’optique du développement durable, il s’agira d’optimiser les usages concurrentiels de ce potentiel selon la hiérarchie évidente : 1) alimentation humaine et animale, 2) chimie fine biosourcée*, 3) énergie renouvelable prenant en compte, en parallèle, la question des ressources en eau et air.

9La biodiversité, fruit d’une longue phylogenèse*, est identifiée comme un patrimoine à préserver à tout prix : cela est vrai en particulier à l’aune de la chimie moléculaire, et notamment dans l’optique médicinale.

10Enfin, à l’instar de maints secteurs de l’ingénierie, la chimie est de plus en plus « bio-inspirée » dans ses créations : non seulement s’agit-il de calquer les prodigieux agencements fonctionnels développés par les organismes les plus divers, parce qu’ils optimisent leur capacité à survivre, mais encore faut-il comprendre l’économie et la biocompatibilité de ces architectures et solutions, afin de les transposer dans des artefacts*, qui incarnent le développement durable, c’est-à-dire notre propre capacité à survivre.

Bibliografia

Références bibliographiques

• T. KUHN – La structure des révolutions scientifiques, Flammarion, 1962.

• R. FEYNMAN – Conférence de Caltech, Réunion de l'American Physical Society, 29 décembre 1959.

• G. MASSIOT – Les médicaments de la mer : espoir ou illusion ? in La chimie et la mer, EDP Sciences, 2009.

• C. MELLOT-DRAZNIEKS et al. Relative Enzymatic Activity Levels from in Silico Mutagenesis, ACS Catal, 2012.

Indice delle illustrazioni

Legenda Le projet FUTUROL vise à mettre au point et valider un procédé de production d’éthanol par voie biologique, dit « de seconde génération », à partir de la lignocellulose, issue de coproduits agricoles, forestiers, de résidus ou de biomasse dédiée. © PROCETHOL 2G
URL http://books.openedition.org/editionscnrs/docannexe/image/10845/img-1.jpg
File image/jpeg, 190k

Autori

Ingénieur diplômé de Chimie ParisTech, IFP Énergies nouvelles, Directeur adjoint, Direction scientifique, Rueil-Malmaison.
herve.toulhoat@ifpen.fr

Procédés, Directrice Scientifique à l’IFP Énergies nouvelles, Rueil-Mal maison.
sophie.jullian@ifpen.fr

© CNRS Éditions, 2013

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