Une publication dans Green Chemistry

De l’air et de la lumière pour la neutralisation d’armes chimiques



Les chercheurs du CiTOS (Center for Integrated Technology and Organic Synthesis, MolSys Research Unit) de l’ULiège ont développé un procédé novateur, compact et mobile pour la neutralisation du gaz moutarde sur base d’air et de lumière … et de haute technologie. Ayant une faible empreinte, cette technologie de neutralisation peut être embarquée sur un véhicule pour des interventions sur site et/ou localisée dans une installation de neutralisation. Cette recherche a fait l’objet d’une publication dans le journal Green Chemistry(1).

L

e gaz moutarde (1-chloro-2-[(2-chloroéthyl)sulfanyl]éthane, HD) est un agent de guerre chimique qui présente des propriétés cytotoxiques et extrêmement vésicantes. Ce gaz, utilisé notamment lors de la Première guerre mondiale et plus récemment lors du conflit Iran-Irak, se présente sous forme d’un liquide incolore et inodore (si pur) qui attaque les muqueuses et le voies respiratoires provoquant de graves lésions cutanées. Son nom de « moutarde » vient du fait qu’une forme impure de ce gaz avait une odeur qui ressemblait à celle du condiment.  Sa fabrication, son stockage et son utilisation sont prohibés depuis la Convention sur les armes chimiques de 1997. Des stocks importants de HD subsistent néanmoins dans le monde; que ce soit sous la forme de stocks de munition intacts ou de reliquats non explosés de conflits armés, ces stocks constituent une menace potentielle. Des rapports datant de 2017-2018 au Moyen-Orient attestent de son utilisation contre des civils. Des rapports encore plus récents (2019) ont révélé d’importants lits de munitions non explosées datant de la Première Guerre mondiale au large de la côte belge, avec un potentiel de relargage non négligeable.  Ce composé constitue une menace non seulement pour les civils, mais aussi pour les intervenants d'urgence et les forces militaires lors d’opérations de neutralisation.

Fort d’une longue expertise dans le domaine de la micro/mésofluidique, les chercheurs du laboratoire CiTOS (Unité de Recherche Molsys/Faculté des Sciences) de l’ULiège, viennent de mettre au point une plate-forme fluidique sûre et compacte pour la neutralisation du gaz moutarde moyen d’air et de la lumière. « Nous proposons ici une approche novatrice, sûre  et qui peut être rapidement déployée  pour la neutralisation de gaz moutarde au moyen d’un réacteur fluidique, explique Jean-Christophe Monbaliu, directeur du CiTOS. Cette technologie repose sur les propriétés inhérentes d'un réacteur fluidique de haute technologie et sur des conditions expérimentales soigneusement optimisées et simples, mais robustes. » Le protocole de neutralisation n'utilise que des produits chimiques non toxiques, largement disponibles et bon marchés, et exploite le pouvoir oxydant d’une espèce activée de l’oxygène (l’oxygène singulet), qui est générée in situ à partir des effets synergiques de la lumière et d'un photosensibilisateur organique en présence de l’oxygène de l’air.

Monbaliu reacteur 

a. Photographie du photoréacteur à flux continu développé (Corning Advanced-flow LF/G1 skid Photo Reactor) pour la neutralisation chimique d'un simulant de gaz moutarde. b. Détails du générateur d'oxygène singulet intégré.

Le développement de cette technologie s'inscrit dans le cadre de l'engagement de l'Organisation pour l'interdiction des armes chimiques (OIAC) dans la promotion d'une chimie verte et durable. Les auteurs principaux, Noémie Emmanuel et Pauline Bianchi du laboratoire CiTOS, sous la direction de Jean-Christophe M. Monbaliu, ont développé ce procédé en étroite collaboration avec le Dr Julien Legros de l'Université de Normandie (UNIROUEN).

" Les aspects de la neutralisation d’armesde guerre chimique liés à la sécurité, à la frugalité et à la faible empreinte écologique sont très particuliers et pourraient attirer l'attention non seulement des installations de recherche militaire, mais aussi des milieux de la chimie et du génie chimique en général, ainsi que du grand public, car ils répondent à un défi sociétal actuel, conclut Jean-Christophe Monbaliu. "Nous allons étendre ce protocole de neutralisation à d'autres agents de guerre chimique"

Référence scientifique

N. Emmanuel, P. Bianchi, J. Legros et J.-C. M. Monbaliu, A safe and compact flow platform for the neutralization of a mustard gas simulant with air and light, Green Chem.  mai 2020.

Financement

Ce travail a été soutenu par la Communauté française de Belgique (Action de recherche concertée ARC-icFlow, Photoréacteurs intégrés à flux continu).

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