La technoscience au pied de l’arc-en-ciel

Adrien Normand

Chimie verte, durable, écocompatible, écologique, écoresponsable… la chimie verte et ses avatars interrogent. Quelle est la fonction de ces oxymores dans les discours scientifique, politique et économique ? Peut-on réellement prétendre concilier chimie et environnement ? Après l’empoisonnement des allumettières et de leurs enfants au phosphore blanc, les gaz de combat de la Grande Guerre, la pollution des milieux et des corps au DDT et au chlordécone, le trou dans la couche d’ozone causé par les chlorofluorocarbones, la catastrophe de Bhopal (Jarrige et Le Roux, 2018) ? Justement, cette énumération très partielle fournit un début de réponse. L’industrie chimique, et plus largement la communauté des chimistes, ne pouvait rester passive face aux critiques du mouvement environnementaliste, et à la pression réglementaire qui en découla, à partir des années 1960 (Amato, 2013 ; Bensaude-Vincent, 2013). Pour autant, on aurait tort de réduire la chimie verte à un cas particulièrement cynique de greenwashing à grande échelle, ou à une révolution vertueuse opérée par l’industrie chimique. Si les discours des chimistes eux-mêmes sur la chimie verte en général sont d’un intérêt limité tant ils relèvent essentiellement de cette seconde explication, les sciences sociales ont produit un corpus restreint de travaux pertinents sur le sujet, qui permettent d’en appréhender les enjeux [1].

Contre-feux industriels

Au mitan des années 1980, l’industrie chimique mondiale est en crise. L’explosion de l’usine Union Carbide de Bhopal en décembre 1984 a exposé un demi-million de personnes aux effets de l’isocyanate de méthyle, un gaz extrêmement toxique (Amato, 1993). En mai 1985, une équipe de scientifiques britanniques révèle la présence d’un important déficit saisonnier d’ozone (le désormais fameux « trou ») dans la stratosphère au-dessus de l’Antarctique (Farman, 1985). Ces pollutions fortement médiatisées font irruption dans le débat public après une séquence de controverses particulièrement virulentes autour des nuisances de la chimie. Depuis la publication en 1962 de l’ouvrage de Rachel Carson, Silent Spring (Carson 2009), dénonçant les ravages écologiques causés par l’utilisation du DDT comme insecticide, la chimie est de nouveau associée à la mort (Bensaude-Vincent, 2013). Si le slogan de DuPont « Better things for better living… through chemistry » [2] a pu brièvement conjurer le spectre d’une chimie meurtrière après les horreurs de la Première Guerre mondiale, l’étude de Carson arme la critique environnementaliste par la mise en évidence du potentiel mortifère de substances pourtant présentées comme un progrès pour l’humanité. L’industrie chimique réagit vigoureusement à ces attaques, y compris par des campagnes de diffamation contre Carson, présentée comme une « femme hystérique » (Bensaude-Vincent, 2014). La stratégie de communication des industriels repose alors essentiellement sur la mise en avant des effets bénéfiques, réels ou supposés, des substances qu’ils produisent : ainsi le DDT est présenté comme un composé permettant d’éradiquer le paludisme et le typhus (Anonyme, 2012). Cependant cette posture défensive ne permet pas de dessiner une sortie de crise, car elle revient à admettre que les attaques contre la chimie sont (au moins) partiellement fondées. C’est à la faveur d’un compromis inédit – entre les grands groupes industriels de la chimie, le monde académique et les administrations des puissances industrielles occidentales – que la chimie verte va alors progressivement s’imposer comme récit pacificateur, et réduire l’intensité des controverses [3].

Figure 1

Source : revue Survivre et Vivre, 1971, n° 10 p. 26, disponible sur https://science-societe.fr/survivre/ (reproduit dans : Pessis, 2014)

De la régulation à la collaboration

La chimie verte prend son essor dans les années 1990 aux États-Unis, où l’Agence de protection de l’environnement (EPA) a été créée en 1970. Cette dernière joue un triple rôle : celui d’une agence de financement de la recherche en chimie verte ; d’une instance de légitimation et de réhabilitation des industriels dont l’image a été écornée par le mouvement environnementaliste (par la distribution de prix, les « Green Chemistry Challenge Awards », censés récompenser les innovations les plus vertueuses) ; et d’employeur des principaux VRP de la chimie verte, à commencer par le plus connu d’entre eux : Paul Anastas (Linthorst, 2010).

Plus largement, c’est la réglementation fédérale qui crée les conditions d’émergence de la chimie verte. Le « Toxic Substances Control Act » (TSCA) est d’abord promulgué en 1976. Aujourd’hui reconnu comme un échec, en raison notamment des moyens insuffisants attribués à l’EPA pour établir la toxicité des substances commercialisées (Wilson, 2009), ce texte ouvre la voie au « Pollution Prevention Act » (PPA) de 1990 (Linthorst, 2010). L’originalité du PPA est d’introduire une logique de prévention des pollutions par la recherche de substances moins nocives et de procédés moins polluants – jusqu’alors, la réglementation visait à administrer les pollutions après le fait accompli. Mais sa faiblesse principale réside dans son caractère quasi-invocatoire : en abandonnant toute ambition régulatrice au profit d’une vague incitation à innover, le Congrès américain condamne l’EPA à l’impuissance face aux intérêts économiques [4]. De plus le progrès technique, tout inéluctable qu’il soit, ne se décrète pas par voie législative. C’est donc aux industriels qu’il incombe de développer une chimie moins polluante… à leur rythme, sous perfusion de fonds publics et avec l’assurance que l’administration les traitera avec bienveillance en cas d’échec à tenir leurs promesses [5]. Sous l’impulsion de l’EPA, la chimie verte va donc se développer, comme concept et comme pratique, à l’interface du monde académique et de l’industrie [6].

Douze principes pragmatiques

Après quelques années de tâtonnements durant lesquelles le terme de chimie verte est utilisé en l’absence d’une définition précise, Paul Anastas (EPA) et John Warner (Polaroid / University of Massachusetts) énoncent les douze principes de la chimie verte en 1998 (Linthorst, 2010) [7]. Parfois présentés comme un changement de paradigme, ces principes (Encadré 1) relèvent plus d’un code de bonne conduite ou d’éthique (Bensaude-Vincent, 2013 ; Maxim, 2017). On peut en résumer la philosophie générale comme suit :

1. Prévention des pollutions et des accidents ;
2. Économie de matière et d’énergie ;
3. Circularité des ressources (d’où l’accent mis sur la chimie issue de la biomasse) ;
4. Innocuité des substances produites (y compris les intermédiaires réactionnels).

Rien de renversant donc, rien de très nouveau non plus. Le deuxième point notamment relève de la chimie et de la thermodynamique les plus élémentaires, et il est étonnant qu’il soit nécessaire de le rappeler à la fin du XX^e siècle. Surtout, les douze principes sont énoncés de façon très pragmatique, c’est-à-dire à la condition : « lorsque c’est possible ». L’ambition de la chimie verte est donc très modeste, mais comme le souligne un chimiste américain (Maxim, 2017) :

Il n’y a pas de normes [sur] ce qui est vert. Lorsque vous proposez quelque chose de mieux, c’est toujours vert. Si vous modifiez à nouveau le flux d’eau dans un certain processus et que vous économisez, disons 10 000 tonnes d’eau, sur une année, alors vous avez fait du bon travail. [8]

En d’autres termes : l’industrie chimique part de tellement loin que l’amélioration des procédés a forcément un impact positif sur l’environnement. La question centrale reste tout de même de savoir si ce type de progrès « incrémental » répond un tant soit peu aux enjeux environnementaux… [9]

L’interdisciplinarité comme promesse

Les douze principes d’Anastas et Warner introduisent néanmoins une réelle nouveauté, à travers l’injonction implicite à l’interdisciplinarité qu’ils comportent. En effet, l’accent mis sur la prévention implique que les chimistes travaillent de concert, voire en symbiose avec les ingénieurs chimistes, les toxicologues et les écotoxicologues [11]. Traditionnellement, l’industrie chimique développe des substances possédant des propriétés pour un usage déterminé : par exemple le deca-BDE (un mélange de dérivés aromatiques bromés) est utilisé comme retardateur de flamme en raison de ses propriétés ignifugeantes. Dans la chaîne de production qui mène de l’observation des propriétés d’une substance à sa commercialisation, la chimie est donc toujours en amont du génie chimique, de la toxicologie et de l’écotoxicologie ; la chimie verte se propose de renverser cette logique en intégrant toutes les disciplines dès la recherche de nouvelles molécules (Maxim, 2017) [12]. Dans cette perspective, un retardateur de flamme « vert » serait une substance non toxique (de même que ses produits de combustion), synthétisée à partir de matières premières renouvelables par des procédés possédant un excellent bilan de matière et d’énergie, et ne générant pas de sous-produits toxiques. Surtout, les propriétés toxicologiques d’une telle substance devraient être anticipées dès la phase de recherche et développement, afin de ne pas avoir à subir une éventuelle procédure d’autorisation exceptionnelle [13].

En réalité, l’analyse du discours des chimistes sur leurs propres pratiques révèle que l’intégration de la toxicologie est l’équivalent épistémologique du pied de l’arc-en-ciel : quelque chose que l’on voit de loin et dont on espère beaucoup, mais qui demeure insaisissable. Cette « promesse éthique » à l’origine de la chimie verte reste à ce jour largement non tenue. En effet, à l’immense complexité des questions scientifiques et techniques à traiter s’ajoute un contexte académique défavorable : les chimistes sont peu ou mal formés en toxicologie, et le choix de l’interdisciplinarité peut se révéler coûteux en termes d’avancement de carrière (Maxim, 2017).

Dès lors que l’horizon d’une chimie atoxique est sans cesse repoussé, que reste-t-il des promesses initiales de la chimie verte ? Des procédés en constante amélioration – dont les bénéfices environnementaux restent fragiles en raison de l’effet rebond – et l’émergence d’un nouvel objet : la bioraffinerie.

Tout changer pour que rien ne change : la bioraffinerie

Les grands intermédiaires de la chimie organique sont quasiment tous dérivés du pétrole [14]. Bien que la circularité des ressources soit un enjeu important pour tous les éléments de la classification, l’épuisement des ressources fossiles en carbone et le changement climatique (causé notamment par les émissions en dioxyde de carbone et en méthane) constituent des incitations particulièrement fortes à « fermer » le cycle du carbone dans le cas de la chimie organique. Cet objectif peut être théoriquement réalisé à travers l’utilisation des plantes comme source de carbone [15]. C’est ainsi que les chimistes organiciens interprètent le septième principe de la chimie verte (voir Encadré 1).

La « bioraffinerie » est donc l’objet technique qui permet de transformer la biomasse végétale en molécules organiques tout en générant du profit. Mais, comme le soulignent Martino Nieddu et Franck-Dominique Vivien, la bioraffinerie est également un « concept organisateur » : en effet, elle existe avant tout dans les discours des décideurs politiques et des (agro)industriels. Elle définit un horizon qui va se matérialiser progressivement, à travers la construction d’unités pilotes, puis de démonstration. C’est donc un objet intermédiaire de la transition, un « objet transitionnel » (Nieddu et Vivien, 2015b) [16].

Les différentes trajectoires technologiques – toujours en construction et en compétition les unes avec les autres – qui partent de la raffinerie de pétrole à la bioraffinerie peuvent être analysées en termes de « patrimoines productifs collectifs » (Nieddu, Garnier et Vivien, 2014) [17]. Il a été montré que quatre voies de traitement de la biomasse, basées sur autant de patrimoines productifs collectifs, étaient en compétition. Ces quatre voies se distinguent les unes des autres par leur manière d’aborder la complexité des macromolécules constituant la biomasse. Ainsi, les deux premières (PP1 et PP2) adoptent la philosophie du « craquage », c’est-à-dire la réduction radicale de la complexité végétale afin d’obtenir des molécules à chaîne carbonée relativement courte (PP1 par voie thermique, PP2 par voie biotechnologique). Par contraste, les deux autres voies (PP3 et PP4) s’efforcent de préserver un certain degré de complexité, soit par l’extraction de molécules d’intérêt, soit par déconstruction de la biomasse en grands composants (PP4) (Nieddu, Garnier et Vivien, 2014). Ces quatre voies sont défendues par des acteurs porteurs « d’héritages productifs et de connaissances » – pour reprendre l’expression de Martino Nieddu et Franck-Dominique Vivien – distincts : très schématiquement, PP1 perpétue l’héritage de la raffinerie de pétrole ; PP2 celui de la brasserie et de la distillerie ; PP3 celui de la sucrerie ou de la savonnerie ; PP4 celui de l’usine à papier [18].

Figure 2. Vue de nuit de la raffinerie de pétrole Eni de Venise (Italie), récemment convertie en bioraffinerie

Source : https://www.flickr.com/photos/enidigital/36922353304/in/photostream/, CC BY-NC 2.0

En réalité, ces quatre voies ne sont pas nécessairement concurrentes : elles peuvent être envisagées de façon complémentaire afin de générer des profits supplémentaires. Mais les deux premières sont souvent mises en avant par les exercices de prospectives menés par le gouvernement américain et l’Union européenne, car elles pourraient permettre la production de « molécules plateformes » sur de gros tonnages [19]. Si la trajectoire technologique associée à PP1 vise avant tout à préserver le modèle de la grande raffinerie portuaire (voire de maintenir les installations existantes), les trois autres s’appuient quant à elles sur les savoir-faire et les circuits d’approvisionnement de l’agro-industrie. L’enjeu central de la bioraffinerie – et peut-être celui de la chimie verte dans son ensemble – n’est donc pas tant celui de la transition d’un modèle à un autre, que celui de la reconfiguration des « héritages productifs et de connaissances » (Nieddu etVivien, 2014).

Figure 3. Vue aérienne de la raffinerie de Hemmingstedt (Allemagne), en activité depuis 1956

Source : Walter Rademacher / Wikipedia, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aerial_photograph_400D_2012_05_05_8327_DxO.jpg, CC BY-SA 3.0

Figure 4. Vue aérienne de la sucrerie de Newark-On-Trent (Angleterre), en activité depuis 1921

Source : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sugar_Beet_Factory,_England.jpg, CC BY 2.0

Un mouvement scientifique ?

La chimie verte n’a rien d’un changement de paradigme. D’une part, un certain nombre de ses thématiques phares, telle la catalyse (voir Encadré 2) ou les solvants dits « non usuels », existaient déjà bien avant la formulation des douze principes (Maxim, 2018). D’autre part, l’intégration de la toxicologie reste à ce jour une promesse non tenue (Maxim, 2017). À l’instar de la bioraffinerie, la chimie verte ne révolutionne pas tant les savoirs qu’elle ne les reconfigure dans un contexte socio-politique changeant. Dès lors, comment qualifier ce « travail institutionnel » (Nieddu et Vivien, 2014) effectué par les gouvernements, le milieu académique et les industriels ? Envisager la chimie verte uniquement comme un « buzzword » (Bensaude-Vincent, 2013) ou une « innovation sémantique » (Nieddu et Vivien, 2015b) reste insatisfaisant – une unité de production, une usine, ne relèvent pas de la sémantique. Y voir un « mouvement social » (Woodhouse et Breyman, 2009) semble carrément fantaisiste, dans la mesure où les chimistes ne cherchent pas à construire un mouvement de masse.

Une proposition intéressante, formulée par Laura Maxim, est celle d’un « mouvement scientifique et intellectuel » (MIS) [22]. La question est vaste, et nécessiterait un dialogue approfondi avec la sociologie des sciences afin d’être traitée convenablement. Cependant, plusieurs observations nous incitent à une certaine prudence vis-à-vis de cette hypothèse : citons par exemple l’absence de contestation forte des douze principes par les chimistes [23], ou encore la position peu élevée (voire illégitime) d’Anastas et consorts dans la hiérarchie académique au moment où s’élabore le projet de la chimie verte. Il n’en demeure pas moins qu’en trois décennies d’existence, ce dernier a enrôlé un certain nombre de chimistes et mobilisé des énergies considérables, ce qui évoque effectivement un MIS.

Moraliser le capitalisme, pressurer les écosystèmes

Au fond, l’horizon de la chimie verte est une forme de moralisation du capitalisme industriel. Face à l’impossibilité de nier les ravages environnementaux causés par le pillage des ressources naturelles, l’utilisation massive de substances toxiques afin de maximiser les profits, le changement climatique… les gouvernements, les industriels et les chercheurs éprouvent l’obligation de réagir, mais sans remettre en cause le capitalisme ni la société de consommation. Le caractère incitatif des douze principes n’est d’ailleurs pas sans rappeler les vaines injonctions à l’autolimitation des salaires des dirigeants des entreprises cotées en bourse.

La capitulation du législateur devant le foisonnement de substances toxiques produites par les industriels conduit donc à l’utopie autorégulatrice d’une chimie respectueuse de l’environnement. Or, cette utopie est incapable de résoudre la contradiction essentielle entre la croissance des biens et des services d’une part, et la finitude des ressources d’autre part (Georgescu-Roegen, 2006). La chimie verte ne fait aucune référence à cette finitude, ne fixe aucune limite à la production industrielle : au contraire, elle a clairement pour projet de contribuer à la croissance économique et d’intensifier l’exploitation des ressources naturelles, avec comme conséquence déjà visible une intensification insoutenable de la pression sur les écosystèmes (Nieddu et Vivien, 2015a). Comme toutes les déclinaisons de l’idéologie du progrès, elle ignore superbement ses propres contradictions, notamment l’effet rebond. Au final, elle participe de la même course à l’abîme que les autres figures de la transition officielle.

Notes

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Adrien Normand est chimiste, chargé de recherche CNRS à l’Institut de chimie moléculaire de l’université de Bourgogne. Ses recherches portent sur les propriétés des complexes de métaux de transition, particulièrement le titane, et la chimie du phosphore. Il a été chargé de mission des programmes « chimie durable » de l’ANR entre 2010 et 2012.

Site : http://www.icmub.com/fr/membres/normand-adrien.html