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Le 3-chloropropène est synthétisé lors d'une réaction de chloration à chaud (400-600°C) sur du propène. On effectue ensuite une distillation fractionnée afin de purifier le produit à 98,5 %. Les impuretés les plus fréquentes proviennent des réactions secondaires de la chloration et sont le 1-chloropropène, le 1-chloropropane et le hexa-1,5-diène.

En 1985, selon l'OECD SIDS (2003), la production européenne de 3-chloropropène était de 280 000 t, répartie sur 5 sites de production en Allemagne, Belgique et Pays-bas. Au début des années 90, la production mondiale de cette substance variait entre 500 000 t et 600 000 t (German Chemical Society, 1995).

En outre, selon la DRIRE de Franche-Comté (2004), l'usine Solvay de Tavaux a une capacité de production de 3-chloropropene de 33 000 t par an et peut en stocker jusqu'à 10 t. Elle transforme la totalité de sa production en épichlorhydrine.

Ces informations sont confirmées par le syndicat des halogènes et dérivés qui nous indique que la production française de 3-chloropropène est de 30 000 t.an^-1, et donc très probablement constituée par la seule usine de Tavaux. Cette production est stable. Le 3-chloropropène est ensuite utilisé comme intermédiaire réactionnel directement au sein même de l'usine de production.

Place de la substance dans l'économie française

La DRIRE d'Alsace (2001) signale l'utilisation de 3-chloropropene à l'usine Albemarle de Thann.

Selon la DRIRE de Franche-Comté (2004), l'usine Solvay de Tavaux a une capacité de production de 3-chloropropene de 33 000 t par an et peut en stocker jusqu'à 10 t. Elle transforme la totalité de sa production en épichlorhydrine.

La principale utilisation de l'epichlorhydrine est la production de résines époxy, qui connaissent de nombreuses applications dans les secteurs de la construction automobile, nautique, immobilière ainsi que des équipements de loisir. Parmi les autres utilisations figurent le renforcement du papier (par exemple pour la fabrication de sachets de thé) et la purification de l'eau. La demande pour ces résines soutient la production d'epichlorhydrine en Europe (Solvay envisage la construction de nouvelles unités en Europe les prochaines années)

En 2001, le 3-chloropropène coûtait 1,80 $.kg-1 (Turton et Al., 2003). L'epichlorhydrine était vendue autour de 1100€.t-1 .

Impact économique des mesures de réduction

Les mesures de réduction des émissions peuvent passer par la réduction des concentrations en 3-chloropropène dans les rejets avals des usines. On peut estimer le coût de la réduction des émissions de COV par les industriels en étudiant le marché de la lutte contre les Composés Organiques Volatils. Celui-ci a été estimé à 32,4 M€ en 2004, en augmentation de 20% par rapport à 2003. Il devrait encore continuer à augmenter de 20% en 2005, pour atteindre 38,8 M€ (Actu® environnement, 2005).

Les coûts de traitements des COV est très variable en fonction des techniques. Le tableau ci-après indique quelques coûts3 (Source : EC, 2001):

[3] Voir également le paragraphe sur le traitements des effluents gazeux.

Il est également difficile d'établir le coût de traitement des rejets aqueux car ils vont dépendre de la nature des effluents et du milieu de rejet. Le coût d'une unité de stripping traitant un flux de 40 m3 par heure serait de 3M€ (EC, 2002).

Nous n'avons pas pu obtenir de chiffres concernant le nouveau procédé Solvay de fabrication d'epychlorhydrine sans 3-chloropropene, mais ce procédé pourrait diminuer les coûts de production en raison des prix élevés du polypropylène (à la base du 3-chloropropène).

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Selon l'OECD SIDS (2003), le 3-chloropropène est en très grande majorité (90 %) utilisé comme réactif dans la synthèse de 1-chloro-2,3-epoxypropane (épichlorhydrine). Selon diverses sources (INRS, 2000 ; NSC, 2005), cette molécule sert ensuite à la fabrication de résines époxyde (68% des quantités produites), à la synthèse de la glycérine, intermédiaire du glycérol, (19% des quantités produites) et à diverses autres synthèses, de polymères en

particulier. Le marché mondial d'épichlorhydrine est d'environ 1 million de tonne par an, en augmentation annuelle de 4% en moyenne.

L'epichlorhydrine est souvent synthétisée sur le site même de production de 3-chloropropene, comme c'est le cas à Tavaux. Cette usine produit en moyenne près de 30 000 t d'épichlorhydrine par an. Il est ensuite vendu ou transformé. De plus, selon la direction générale des douanes, (2005) près de 7 400 tonnes d'épichlorhydrine ont été importées en France en 2004, principalement en provenance d'Allemagne. Cette importation est d'ailleurs en augmentation de 30% depuis 2003. La plupart des industriels interrogés utilisant de l'épichlorhydrine, ne le synthétisent pas. Ils n'utilisent donc pas de 3-chloropropène.

De même la DRIRE d'alsace (2001) signale l'utilisation de 3-chloropropène à l'usine Albemarle de Thann. Cette information est confirmée par le SHD. Le 3-chloropropene ainsi utilisé semble servir à la production d'epichlorhydrine.

Le 3-chloropropène est également utilisé pour la synthèse de divers dérivés allylés comme des alcools allyliques, en synthèse pharmaceutique ou pour la fabrication de produits phytosanitaires.

Dans son « rapport développement durable », le groupe Solvay signale également qu'il utilise le 3-chloropropène dans la synthèse de chlorosilane. Ces composés modifient l'élasticité dynamique du caoutchouc utilisé ensuite dans la fabrication de pneus « verts ». Grâce à cette propriété ces pneus ont une performance énergétique plus importante (Solvay, 2003). Cette application ne fait pas intervenir l'épichlorhydrine, mais ce marché est également en augmentation.

Ainsi, la demande en 3-chloropropène est encore aujourd'hui en constante progression.

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Traitement des effluents gazeux.

Les procédés de traitement des effluents gazeux sont le plus souvent des procédés qui concernent tous les COV. On en distingue deux familles, les procédés de récupération et les procédés de destruction (Techniques de l'ingénieur, 2005). Le tableau suivant résume ces différentes techniques de traitement des COV (EC, 2001) :

Tableau 4.3.1 : procédés de traitement des COV

Traitement des effluents aqueux

Le 3-chloropropène est un composé organique volatil dont la solubilité est de 3,6 g.L-1 . Comme nous l'avons vu, il est difficile de trouver un procédé de traitement spécifique adapté à ce composé. De plus, la décomposition de composés organiques halogénés par des traitements biochimiques peut poser quelques problèmes. Leur décomposition est parfois difficile ou impossible pour les micro-organismes et la concentration des effluents en composés organiques halogénés doit rester la plus stable et la plus basse possible. Pour résoudre ces problèmes on peut effectuer des traitements primaires, soit avec du charbon actif, soit par un procédé thermochimique (oxydation à haute température et basse pression) (Dilla, W., et al., 1995 ). Dans ce dernier cas, on peut également utiliser des catalyseurs qui vont aider à la réaction d'oxydation . Face à ces problèmes, l'entreprise Solvay a développé un procédé de traitement spécifique des eaux contenant des composés organiques chlorés issus de la production d'épichlorhydrine (Dilla, W., et al., 1995). Ce procédé permet de réduire de plus de 80% la concentration en composés organiques halogénés d'effluents chargés à 10 mg.L^-1 . Le traitement se déroule en deux étapes. Une première étape d'adsorption à 75° et 1 bar permet une première déchloration des effluents, puis le liquide est ensuite mis en contact avec de l'hydrogène pour achever le processus de déchloration.

On peut également citer le procédé de stripping adapté aux polluants volatils (Boeglin, J.L., 1998). Ce procédé correspond à l'entraînement de produits volatils dissous dans l'eau par l'action d'un autre gaz. Les produits ainsi récupérés peuvent être soit réutilisés dans les processus de fabrication, soit détruits par combustion dans un four ou récupérés dans des solutions où ils sont fixés et/ou oxydés (Cf. paragraphe traitement des effluents gazeux). Le coûts d'une telle installation est de 4 à 5 M€ (exemple d'une raffinerie avec un traitement par stripping d'eau de 30 m3/h).

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Comme indiqué précédemment, le 3-chloropropene sert en grande majorité à la fabrication d'epichlorhydrine. Cette synthèse est une réaction d'époxydation qui peut se dérouler selon deux mécanismes :

• Soit une réaction en deux étapes avec tout d'abord formation du 2,3-chloropropanol par action du chlore sur le 3-chloropropène, puis le 2,3-chloropropanol est époxydé par l'action d'une base (Blachownia, 2002). Cette réaction se fait en milieu aqueux ;
• Soit une réaction directe : le 3-chloropropène réagit avec un peroxyacide pour former directement l'epichlorhydrine. Cette réaction en une étape est plus intéressante industriellement et semble être utilisée par l'entreprise Solvay (Strebelle M, et al., 1999).

Un nouveau procédé est en cours d'industrialisation par Solvay, et une nouvelle unité de production d'épichlorhydrine d'une capacité initiale de 10 000 t.an^-1 sur le site de Tavaux, basée sur la transformation de la glycérine par l'acide chlorhydrique, et qui ne fait donc plus intervenir le 3-chloropropène, va être construite. Cette installation devrait être fonctionnelle en 2007, et elle doit servir à répondre à l'augmentation de la demande en épichlorhydrine. En revanche, les unités de production de 3-chloropropene restent en place pour répondre à la fois à l'augmentation croissante des besoins en 3-chloropropene non transformé et poursuivre la production d'épichlorhydrine avec les installations déjà existantes. (Chimie Pharma Hebdo, 2006)