Usines chimiques miniaturisées en flux - Produire mieux avec moins

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Usines chimiques miniaturisées en flux - Produire mieux avec moins

Auteur(s) : Jean-Christophe MONBALIU, Julien LEGROS

Date de publication : 10 décembre 2024 | Read in english

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RÉSUMÉ

Les caractéristiques des réacteurs miniaturisés à flux continu leur permettent de s’affranchir de certaines limites des réacteurs batch macroscopiques classiques pour la synthèse chimique, avec des résultats impressionnants en chimie fondamentale comme en production. Après avoir présenté les propriétés des réacteurs fluidiques, cet article décrit leur apport en sécurité et leur application en maîtrise de composés toxiques d’une part et en synthèse d’actifs pharmaceutiques d’autre part, en mettant l’accent sur l’aspect « usine miniature autonome ».

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AUTEUR(S)

  • Jean-Christophe MONBALIU : Professeur - Center for Integrated Technology and Organic Synthesis (CiTOS), MolSys Research Unit, University of Liège, Allée du Six Août 13, B-4000 Liège (Sart Tilman), Belgique - Chercheur Principal - WEL Research Institute, Avenue Pasteur, 6, 1300 Wavre, Belgique

  • Julien LEGROS : Directeur de recherche au CNRS - Laboratoire COBRA, Université de Rouen Normandie, Mont-Saint-Aignan, France

 INTRODUCTION

Les événements mondiaux des années 2020 conduisent le monde à repenser certains modèles qui, jusqu'à peu, semblaient irremplaçables. La pandémie de COVID a pulvérisé les schémas économiques de certains produits manufacturés, parmi lesquels la limite sévère de l'approvisionnement en chimie fine, et donc en ingrédients pharmaceutiques actifs (API), a été mise en évidence. D'importantes pénuries de médicaments stratégiques se sont ainsi cruellement fait sentir, mettant en péril la capacité des systèmes de santé nationaux à soigner leurs concitoyens. La plupart des pays dits « industrialisés » ont montré les limites de leur appareil industriel dans cette situation d'urgence. De plus, le conflit russo-ukrainien a encore aggravé cette situation avec un besoin urgent de changement rapide et radical dans la réorganisation de l'industrie manufacturière.

Depuis le début des années 2000, la production de produits chimiques fins, tels que les API et leurs intermédiaires (dont la plupart sont tombés dans le domaine public), a été presque entièrement délocalisée dans des pays lointains, à la fois pour des raisons de coût et de moindres contraintes environnementales et de sécurité, ce qui est intrinsèquement lié à la méthode de production de ces composés : les réacteurs batch macroscopiques. En effet, l'utilisation de réacteurs discontinus signifie que, pour produire plus, il faut augmenter leur capacité, ce qui entraîne des investissements élevés et une main-d'œuvre importante, ainsi que des contraintes importantes en matière de sécurité. Cette logique a conduit au démantèlement des installations de production chimique dans de nombreux pays.

Contrairement à d'autres sciences qui ont révolutionné leurs concepts au cours des dernières décennies, la synthèse organique (pièce maîtresse de la fabrication des médicaments) utilise à peu près les mêmes outils depuis les années 1950 et repose encore sur des connaissances souvent empiriques. Or, il existe en 2024 une technologie autre que cette synthèse en réacteurs macrobatch : les réacteurs miniaturisés à flux continu. Là où la production conventionnelle nécessite de très grandes installations, la synthèse en flux continu utilise un outil de production de la taille d'un appareil ménager    

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MOTS-CLÉS

Chimie fine   |   Usines chimiques miniaturisées   |   Réacteurs miniaturisés à flux continu   |   Génie des procédés   |   Intensification des procédés   |   Usine 5.0

DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j8080

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