La catalyse : vers un avenir plus durable ?
Lyon accueille depuis hier le 18e Congrès International sur la Catalyse (ICC). Cet événement prestigieux se déroule du 14 au 19 juillet 2024. Ce congrès réunit des experts de tous horizons pour échanger sur les avancées et défis de la catalyse.Chercheurs académiques et industriels échangent autour des enjeux du secteur, mais quels sont-ils ?
La catalyse, qu’est-ce que c’est ?
La catalyse est un processus chimique essentiel : les catalyseurs accélèrent les réactions, sans être consommés dans la-dite réaction. La catalyse est devenue incontournable en chimie moderne. Elle permet d’économiser du temps, de l’argent et d’assurer une plus grande efficacité. C’est pour cette raison que tant d’industries en dépendent, comme la chimie fine, la pharmacie, l’énergie ou encore l’électronique.
La catalyse traditionnelle
La catalyse se divise principalement en catalyse homogène et hétérogène, selon la phase des catalyseurs et des réactifs. Entrons un peu plus dans le détail.
- Catalyse hétérogène : Dans ce cas, les catalyseurs et réactifs sont dans des phases différentes (par exemple, un catalyseur solide avec des réactifs gazeux ou liquides). Ce type de catalyse est largement utilisé en industrie en raison de la facilité de séparation des produits et de la réutilisation des catalyseurs.
- Catalyse homogène : Ici, les catalyseurs et réactifs sont dans la même phase, souvent en solution. Bien que cette méthode permette une interaction efficace, elle complique la séparation des produits finaux.
Les applications de la catalyse sont nombreuses. Dans l’industrie pétrolière, on l’utilise pour le craquage des hydrocarbures. En chimie fine, elle joue un rôle crucial dans la synthèse de médicaments, de polymères ou d’autres composés complexes. La catalyse est également indispensable dans les technologies de l’hydrogène et la réduction des émissions automobiles.
Les métaux jouent un rôle décisif en catalyse. Parmi les métaux les plus couramment utilisés, on trouve le platine, le palladium, le rhodium et le ruthénium, tous appartenant à la famille des métaux précieux. Leur efficacité en tant que catalyseurs repose sur leur capacité à adsorber les molécules réactives sur leur surface, permettant ainsi une interaction une conversion chimique plus rapide.
Les limites de la catalyse
Cependant, ces métaux sont rares et coûteux. Par exemple, le prix du platine a grimpé de près de 35 % au cours des vingt dernières années, dépassant aujourd’hui 26 000 € le kilogramme. En raison du coût et de la rareté des métaux catalytiques, de nombreux travaux sont menés pour développer une nouvelle génération de catalyseurs. Certains utilisent d’autres métaux, d’autres des solutions alternatives.
D’une part, le nickel et le cobalt sont de plus en plus exploités en catalyse. D’autre part, les nanomatériaux et les alliages sont explorés. Ces innovations visent à rendre les processus catalytiques plus économiques, mais aussi plus respectueux de l’environnement.
En résumé…
- Le besoin en catalyseurs : Le marché requiert des catalyseurs toujours plus performants. Cependant, les métaux catalytiques, comme le platine, sont rares et coûteux.
- Problèmes d’approvisionnement : L’industrie fait face à des difficultés croissantes, car les métaux nécessaires sont principalement importés, rendant le marché dépendant des situations géopolitiques .
- Impact environnemental : L’extraction et l’importation de ces métaux en Europe ont une empreinte carbone très conséquente. Face à cette situation, et compte tenu de la demande toujours plus forte de produits plus respectueux de l’environnement, l’industrie chimique cherche des moyens de réduire son impact environnemental.
Le marché de la catalyse
Le marché mondial des catalyseurs est en pleine expansion. Selon une étude récente*, il devrait atteindre 34,3 milliards de dollars d’ici 2027, avec un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 4,8 % entre 2020 et 2027. Cette demande croissante est alimentée par l’évolution des réglementations environnementales, la hausse des prix des matières premières mais aussi l’évolution des technologies de catalyse.
L’innovation de SON dans les nanomatériaux
SON est à la pointe de l’innovation en catalyse grâce à ses nanomatériaux avancés. Il y a deux ans, l’entreprise a bénéficié d’un « plan de relance » pour un projet sur le sujet mené avec l’Université de Bourgogne. Ce projet a permis de développer de nouveaux catalyseurs, tels que ceux à base de nickel et de cuivre, et d’étudier des réactions comme celles de Heck, Suzuki, et Sonogashira. Il a également permis d’améliorer l’efficacité et la réutilisation des nanocatalyseurs. Ces avancées sont décisives pour réduire les coûts et minimiser l’impact environnemental de la catalyse. Les recherches ont montré des résultats prometteurs, ouvrant la voie à une industrialisation du procédé.
Le projet collaboratif avec l’Université de Bourgogne et l’ICMUB a été une réussite scientifique et une leçon de coopération. SON tient à remercier l’ensemble de ses partenaires, notamment le Ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche, l’ANR, et la DREETS de Bourgogne-Franche-Comté.
La catalyse, prête à faire sa révolution ?
Durant toute cette semaine, le 18e ICC à Lyon mettra en lumière les avancées et les défis de la catalyse. Le secteur est-il prêt à faire sa mue ? Chez SON, nous n’avons aucun doute sur le sujet !
*https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/catalyst-market