L'industrie chimique (2009)

Résumé du document

La chimie est présente dans notre environnement immédiat: matériaux de construction et de décoration, moyens de transport, production d'énergie, textiles et vêtements, sports et loisirs, etc. La production des métaux et alliages, des matières plastiques, des carburants nécessite l'intervention d'une chimie élaborée.

L'industrie chimique, par ses innovations incessantes, ses synthèses, ses produits de substitution – aucune autre industrie ne commercialise autant de produits différents –, constitue un laboratoire de la recherche scientifique et un secteur essentiel de l'économie des pays développés.

Si trois acides minéraux (sulfurique, nitrique et chlorhydrique) étaient déjà fabriqués au XIIIe siècle, la première véritable production industrielle d'acide sulfurique, par décomposition des sulfates sous l'effet de la chaleur, commence au XIVe siècle. Utilisé pour le blanchiment des tissus, dont la demande devenait de plus en plus importante avec l'essor de l'industrie textile, cet acide est préparé dans les premières usines chimiques au XVIIIe siècle. Il sera remplacé plus tard, pour cet usage, par l'eau de Javel.

C'est au XIXe siècle que l'industrie chimique connaît son véritable essor, favorisant par ses innovations la révolution industrielle. Cette expansion se fait sous trois influences : la demande croissante des industries utilisatrices, l'exploitation des résultats de la recherche et les nouvelles possibilités offertes par l'amélioration des techniques de fabrication et du matériel.

Extraits

[...] Les traitements physico‑chimiques utilisés par l'industrie chimique sont nombreux et variés, depuis les bassins de décantation de plusieurs milliers de mètres cubes, les colonnes de distillation de plusieurs dizaines de mètres de hauteur jusqu'aux micro-pipettes, en passant par les enceintes d'extraction en phase critique ou, au contraire, sous vide très poussé. Toutes les installations de l'industrie chimique ne sont pas réservées à la production d'un seul produit : les plus nombreuses sont polyvalentes afin de pouvoir s'adapter à la demande. Elles offrent donc la possibilité de mettre en œuvre des procédés différents. [...]

[...] La production se chiffrant par milliers de tonnes par usine, des installations de grandes capacités unitaires sont requises. L'importance de l'investissement, la modicité du prix de revient et la faible valeur ajoutée impliquent que ce secteur ne puisse être géré que par les grands groupes de chimie. La chimie lourde est sensible aux phases récessives des cycles économiques, particulièrement lorsque des surcapacités importantes ont été installées lors des phases de croissance. Au début des années 1960, le naphta était en passe de devenir la matière de base unique de la chimie européenne quand, dans la décennie suivante, les hausses du prix du pétrole ont entraîné son abandon dans la production de l'ammoniac et de l'acide acétique au profit du gaz naturel ; de même, les producteurs d'éthylène ont transformé leurs vapocraqueurs pour les rendre capables de fonctionner à partir de plusieurs matières premières : éthane, propane, butane, naphta, distillats lourds. [...]

[...] Le procédé en discontinu ou procédé lot par lot Les réactifs sont chargés au départ et sont donc présents au moment où la réaction se déclenche. Dans une variante le procédé en semi‑continu au moins un des réactifs est introduit progressivement dans le milieu contenant déjà les autres, la vitesse d'introduction permettant de maîtriser l'avancement de la réaction. Quels que soient le système adopté, l'échelle de la production et la dimension des appareils, les problèmes à résoudre sont les mêmes : maîtrise de la réaction, résistance aux contraintes imposées à l'ensemble du dispositif (température, pression, agressivité des produits). [...]

[...] Sécurité et protection en industrie chimique Danslesprocédésde fabrication, des pressions et des températures importantes sont parfois nécessaires, et certaines réactions sont difficiles à contrôler. Tous les paramètres doivent être pris en compte par l'ingénieur chimiste, car ils sont susceptibles de créer des situations dangereuses (inflammabilité, instabilité, toxicité, corrosivité), qui doivent être prévues et maîtrisées pour éviter des accidents dont les effets sont parfois catastrophiques, comme à Flixborough en Grande‑Bretagne (1974), à Bhopal en Inde (1984), à Seveso en Italie (1976). [...]

[...] L'amélioration de la qualité des matériaux est un facteur important de progrès puisqu'elle permet de fonctionner à des températures plus élevées (ou plus basses), sous des pressions plus fortes (ou des vides plus poussés), avec des produits dont certains sont très corrosifs. Les exemples les plus caractéristiques sont l'emploi de métaux et d'alliages de moins en moins sensibles aux agents agressifs ou de matières plastiques à haute résistance mécanique et chimique (polymères chlorés, fluorés, silicones, etc.). L'informatique intervient à tous les niveaux : automatisation et contrôle des opérations, alerte en cas d'anomalie, etc. [...]