Microréacteurs: garants de la sécurité et de l'environnement

Sécurité accrue, respect de l’environnement et contrôle des coûts : tels sont les avantages des microréacteurs, dont l’utilisation s’annonce exponentielle, aussi bien par les scientifiques que les industriels actifs dans le secteur de la chimie fine (production de tonnage moyen mais à haute valeur ajoutée, à destination des secteurs pharmaceutique et électronique par exemple).

« La technologie des microréacteurs désigne l’utilisation d’équipements de très petite taille, c’est-à-dire dont au moins une des dimensions est inférieure à 1 millimètre. Par exemple, un tube long de 2 mètres mais dont le diamètre est de 0,8 millimètre » illustre Steve Lanners, professeur au Laboratoire de Chimie Organique de Synthèse (COS) et initiateur de ce domaine de recherche à Namur. « À cette échelle, les propriétés physiques et chimiques des réactions sont modifiées. C’est intéressant notamment parce que les échanges de chaleur sont plus efficaces, et donc l’utilisation de l’énergie est moindre. Les microréacteurs permettent également de travailler en continu et de réduire le nombre d’opérations nécessaires à une réaction chimique, engendrant notamment une réduction de l’utilisation de solvants. De même, le temps et le coût de fabrication d’un produit sont revus à la baisse ». Cette consommation réduite d’énergie et de matière première est donc une belle contribution au développement durable.

Mais les microréacteurs servent avant tout la sécurité, puisque le stockage et l’utilisation de produits dangereux sont limités, et donc également les risques qui y sont liés (pollution, explosion,…). Le bien-être des travailleurs et des riverains des entreprises est donc amélioré. Ce sont d’ailleurs les chimistes travaillant avec des produits à haut risque qui ont été les pionniers dans ce domaine né dans les années 1990.

Multiples avantages

La technique est donc récente, mais en pleine expansion, ses avantages étant non seulement sécuritaires et environnementaux, mais aussi économiques. « Les microréacteurs facilitent le passage du laboratoire à l’usine, puisqu’on garde les mêmes équipements mais on les multiplie. C’est plus rapide que de repenser leur conception dans une taille industrielle, et on reste dans les mêmes conditions de production » explique le professeur Lanners. Technique qui permet d’arriver à un volume de production moyen (moins de 1000 tonnes par an), mais de haute valeur ajoutée, typiquement le profil industriel des acteurs de la chimie fine.

De plus, la petite taille des équipements et la faible quantité de produits manipulés à un instant donné diminuent les investissements nécessaires et les coûts opérationnels. Éléments permettant aux entreprises d’être compétitives malgré un prix de main d’œuvre élevé. « Ce domaine est donc très important pour une économie européenne inquiétée par la main d’œuvre bon marché des pays émergents… ».

Technique émergente

On estime que sur plusieurs dizaines de milliers de procédés chimiques existants, seulement une centaine est réalisée par microréaction. Cependant, certains pensent qu'au moins 20 à 50 % des réactions chimiques se prêtent à cette technologie. On comprend donc que la majorité de l’innovation reste à venir… C’est ce qu’a rappelé notamment Volker Hessel, de la Technische Universiteit Eindhoven (TU/e)  (Pays-Bas), lors d’un colloque international ce 21 janvier à Namur. Ce professeur qui a été parmi les premiers à utiliser des microréacteurs a rappelé que ces derniers ouvrent de nouvelles voies expérimentales : ils permettent en effet de tester, en toute sécurité, des réactions impossibles jusqu’ici (avec une pression ou des températures très élevées ou avec des réactifs hautement dangereux).

LEGOMEDIC

Ce colloque s’est tenu à l’occasion du lancement d’un nouveau projet financé dans le cadre du Plan Marshall 2.vert : LEGOMEDIC. Réunissant, outre les chercheurs namurois, des équipes de l’ULB, de l’ULg, et de quatre entreprises (UCB, TAIPRO Engineering, Mecasoft et Technord), son objectif est d’optimiser l’utilisation de microréacteurs pour la création de nouvelles molécules à finalité thérapeutique. 

LEGOMEDIC est le premier projet en Belgique francophone à proposer une collaboration académique et industrielle couvrant toutes les étapes comprises entre la recherche fondamentale et l’industrialisation. Il a permis au laboratoire du professeur Lanners d’engager un doctorant, et d’acquérir des équipements spécifiques exceptionnels pour  une université. L’académique namurois entend bien confirmer la place de son équipe dans le domaine des microréacteurs et multiplier les collaborations… il débute d’ailleurs un autre projet, en collaboration de l’ULB et du groupe Solvay (projet MICROECO).

Plus d'info : http://legomedic.fundp.ac.be/