Division de l’industrie chimique, appelée également chimie de base, qui fabrique à partir de matières premières facilement disponibles (produits naturels ou ressources ayant subi peu de traitement) des substances de base ou produits intermédiaires en grandes quantités, à faible valeur ajoutée et à bas coût de revient.
Les produits de la chimie lourde, synthétisés par un petit nombre d’étapes, et dans des installations de grande capacité, sont utilisés directement comme produits finis, le cas des ciments, du caoutchouc, du verre et de l’acier, ou par la chimie fine, le cas de l’éthylène et de l’acide sulfurique.
A l’inverse, la chimie fine, l’autre division de la chimie, élabore des produits à haute valeur ajoutée, en quantités plus faibles et répondant à des besoins spécifiques, tels les médicaments, les arômes, les colorants et les produits phytosanitaires. Ses synthèses sont souvent très complexes et coûteuses.
La chimie lourde est divisée en deux secteurs d'activité : la chimie organique (ou pétrochimie) et la chimie minérale.
La chimie minérale fabrique à partir d’eau, d’air, de sel, de soufre et de phosphates, des produits tels que des gaz industriels, des produits chimiques inorganiques de base tels que le chlore, les produits azotés.
La chimie organique est la chimie des composés carbonés, elle fabrique, essentiellement à partir du pétrole, des produits intermédiaires (propylène, acétone, éthanol…) qui seront utilisés comme matières premières par de nombreuses industries de la chimie : cosmétique, électronique, aéronautique… Elle produit également des matières plastiques (polyéthylène, polypropylène) destinées aux industries de l’emballage, de l’automobile et de la construction. La chimie organique s’est diversifiée en transformant les matières premières renouvelables issues de l'agriculture (maïs, tournesol, pomme de terre, betterave sucrière), et même de l’élevage (graisses animales).
Actuellement, le défi de la chimie lourde, qui est de produire d'énormes quantités au moindre coût, se complexifie avec des facteurs tels que la sécurité, la santé, la pollution environnementale, les économies d’énergie, le recyclage des produits… Les secteurs de la chimie lourde sont emblématiques des enjeux du développement durable, ce sont des sources considérables d’émission de gaz à effet de serre et les émetteurs de nombreuses espèces chimiques polluantes. Alors, comment avancer vers une chimie durable confrontée, en même temps, à la nécessité d’intensifier ses procédés, pour des raisons économiques de rentabilité [J500] ?
Quelques chiffres : En France, la chimie lourde produit annuellement environ 16 M de tonnes de ciments, plus de 1 000 tonnes d’éthylène, d’acide sulfurique, de méthanol, de benzène, et près de 16 M de tonnes d’acier.
Cet article présente une revue actualisée et critique de l’état des connaissances sur les liquides ioniques. Après avoir décrit brièvement l’évolution des méthodes de synthèse, une large part est dédiée aux propriétés des liquides ioniques, incluant densité, viscosité, plage accessible de température, propriétés électrochimiques, structure des phases liquides mais aussi toxicité. Une attention particulière est portée aux diverses méthodes de prédiction de ces propriétés. Enfin, diverses applications des liquides ioniques sont présentées, en insistant tout particulièrement sur l’électrodépôt et l’extraction liquide-liquide des métaux.
La pervaporation est un procédé de séparation de mélanges liquides par transfert sélectif au travers d’une membrane organique ou inorganique, poreuse ou non, dont la face aval est généralement maintenue sous basse pression. Particulièrement bien adaptée à l’extraction d’un composé minoritaire, elle permet alors une économie d’énergie importante par rapport à la distillation. Cet article décrit ses principaux atouts, les membranes utilisées et les séparations d’intérêt. Les principales applications industrielles, les procédés correspondants, leur simulation et analyse technico-économique sont aussi présentés, ainsi que les perspectives R&D notamment dans la pétrochimie et les biotechnologies.
La synthèse de l'ammoniac, 180 Mt/an, est responsable de 2 % de la consommation énergétique mondiale et de 1,6 % des émissions de CO 2 . La décarbonation de cette production via l'usage d’hydrogène vert nécessite de faire évoluer le procédé Haber-Bosch actuel vers de petites unités capables de s'adapter à l'intermittence des énergies renouvelables et fonctionnant en conditions de synthèse modérées, T = 300-350 °C et P = 10-50 bar par exemple, ce qui requiert le développement de nouveaux systèmes catalytiques. Cet article dresse un état des lieux des récents développements des matériaux catalytiques, dont certaines familles pourraient aussi permettre la synthèse de NH 3 selon d'autres procédés, tels que la boucle thermochimique qui permet de s'affranchir de certaines limites thermodynamiques.
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