Des molécules vertes mangeuses de pollution

Des analyses de sang récentes réalisées dans des familles situées dans des zones polluées sont édifiantes : notre corps est rongé par les composés toxiques tels que les pesticides ou encore le plomb. Le responsable ? La chimie industrielle. Pour les éliminer, des scientifiques élaborent des catalyseurs synthétiques, les TAML (Tétra Amido Microcyclic Ligand) qui vont agir comme les enzymes de notre corps, en les digérant.

	Les molécules vertes comprennent uniquement un atome de fer et plusieurs d'azote. Photo © DR

Imiter la nature

Terence Collins, directeur de l'Institut pour la chimie de l'oxydation verte à Pittsburgh (Etats-Unis) et son équipe se sont penchés sur ce dilemme de pollution. Pour créer leurs molécules vertes, ils ont tout simplement observé les réactions biochimiques naturelles.

Toute la biochimie s'effectue grâce à des enzymes. Notre corps en contient en grande quantité, par exemple dans la salive : la ptyaline permet de digérer très rapidement les aliments. Ces enzymes sont des catalyseurs. Comment cela fonctionne-t-il ? Ils vont jouer le rôle d'accélérateur de réactions chimiques entre les molécules .Sans eux, cela prendrait trop de temps.

L'équipe de scientifiques américains s'est intéressée essentiellement aux péroxydases. Ces enzymes font intervenir du péroxyde d'hydrogène (H2O2). L'intérêt ? En fabriquant des catalyseurs synthétiques similaires aux péroxydases, il sera possible de détruire des polluants présents, entre autres, dans les eaux usées rejetées par les usines. Fini le chlore et donc les risques de cancers.

Processus complexe

Sachant que ces catalyseurs vont intervenir avec le péroxyde d'hydrogène dans une réaction chimique d'oxydation pour détruire les composés toxiques, il faut les rendre résistants. Le péroxyde d'hydrogène est très réactif et dans l'eau il dégrade tout sur son passage.

Les TAML sont constitués d'un atome de fer entouré de quatre atomes d'azote liés par des liaisons fortes, les liaisons covalentes. Ce carré d'azote est lui même relié à d'autres carrés d'azote pour protéger le fer lors de l'action du péroxyde d'hydrogène. Ces ligands forment un mur pour éviter que le réactif ne les détruise. Pourtant, cette résistance ne doit en aucun cas être persistante. Tout comme le chlore, si les TAML ne se détériorent pas ils risquent d'avoir l'effet inverse que celui escompté, à savoir polluer l'environnement.

Après quinze ans de recherche, les scientifiques américains ont mis au point toute une gamme de catalyseurs verts. Chacun aura un rôle bien défini ; suivant la tâche à remplir, tel TAML sera utilisé pour telle réaction chimique. Certains sont créés pour détruire des types de polluants. D'autres dits sélectifs n'attaquent qu'une partie des molécules toxiques. La réaction d'activation d'oxydation de ces molécules vertes reste encore mal comprise.

	Les eaux usées rejetées par les usines sont saturées en polluants. Photo © Cylense/GNU Free Documentation License.

Chimie de demain

A l'heure actuelle, l'utilisation de ces catalyseurs synthétiques ne s'est faite qu'en laboratoire. Mais les chercheurs tentent des les commercialiser. L'Institut pour la chimie de l'oxydation verte a déposé pas moins de 90 brevets internationaux et détient des licences commerciales.

Ces catalyseurs ont plusieurs vocations :

- Eviter toute pollution des eaux pour les industries de pâte à papier. Le blanchiment du papier requiert du chlore qui est hautement cancérigène. Il libère des dioxines, des chlorophénols…qui se retrouvent dans les eaux des rivières Par ces molécules vertes, le problème serait éradiqué.

- Contrer les attaques bioterroristes. Par exemple, les TALM couplés avec une variante du péroxyde d'hydrogène, l'hydroperoxyde de tertiobutyle, seraient capables de détruire les spores de Bacillus atrophaeus une bactérie proche du bacille du charbon.

Pour le moment, la commercialisation de ces molécules vertes n'est pas lancée. Il faut s'assurer qu'elles ne seront pas elles-mêmes sources de pollution pour notre environnement et notre organisme.