OBJECTIFS D’APPRENTISSAGE
|
Dans cette discussion, nous vous encourageons à penser au niveau micro, comme si vous étiez une molécule. Nous avons tendance à nous concentrer sur ce qui est visible à l’œil humain, oubliant que d’importants travaux de conception de produits humains se déroulent à des échelles invisibles pour les êtres humains. La pensée moléculaire, en tant que sous-ensemble métaphorique de la pensée systémique, offre une perspective utile en concentrant l’attention sur les composants matériels et les contaminants invisibles. Au cours de la première décennie du XXIe siècle, les médias ont beaucoup insisté sur les énergies propres. Pourtant, notre monde est composé d’énergie et de matériaux. Lorsque nous examinons les matériaux, nous avons tendance à nous concentrer sur les flux de déchets visibles, tels que les problèmes de déchets municipaux, oubliant que certains des problèmes de santé environnementale les plus urgents sont causés par des composés microscopiques, voire nanométriques. Ces composés contiennent des contaminants persistants qui restent invisibles dans l’air, le sol et l’eau et s’accumulent ensuite dans notre corps par l’ingestion d’aliments et d’eau. Penser comme une molécule peut révéler des opportunités d’efficacité et d’innovation qui permettent de résoudre les problèmes d’exposition aux matières dangereuses ; les principes de la chimie verte vous donnent les outils pour agir sur ces opportunités. Les entreprises évoquées dans cette section fournissent des exemples d’efforts d’innovation réussis en matière de durabilité au niveau moléculaire.
La chimie verte, un domaine scientifique émergent, repose sur un ensemble de douze principes de conception. L’application de ces principes permet de réduire considérablement, voire d’éliminer, la production de substances dangereuses lors de la conception, de la fabrication et de l’utilisation de produits chimiques. La chimie verte offre de nombreux avantages commerciaux. Ses principes directeurs permettent de concevoir de nouveaux produits et processus en fonction de critères sanitaires et environnementaux et peuvent aider les entreprises à réaliser des gains en termes de chiffre d’affaires et de rentabilité au sein de l’entreprise et tout au long des chaînes de valeur. À mesure que la demande publique et les facteurs réglementaires en faveur de produits et de processus « propres » augmentent, la pensée moléculaire permet aux entrepreneurs des petites et grandes entreprises de se différencier et d’acquérir un avantage concurrentiel par rapport à ceux qui sont moins à l’écoute de l’évolution des demandes du marché.
Dans un environnement idéal, les produits issus de la chimie verte sont dérivés de matières premières renouvelables et la toxicité est délibérément évitée au niveau moléculaire. La chimie verte permet également de passer d’une économie pétrochimique basée sur des matières premières pétrolières (dont sont issus pratiquement tous les plastiques) à une économie biologique. Cela a des conséquences profondes sur un large éventail de questions, notamment la santé environnementale, la sécurité des travailleurs, la sécurité nationale et le secteur agricole. Si aucune approche scientifique ne peut apporter toutes les réponses, la chimie verte joue un rôle fondamental en permettant aux entreprises de tirer des avantages concrets d’une conception plus écologique.
Qu’est-ce que cela signifie de poursuivre l’innovation en matière de durabilité au niveau moléculaire ? Lorsque les produits chimiques et les processus chimiques sont sélectionnés et conçus pour éliminer les déchets, minimiser la consommation d’énergie et se dégrader en toute sécurité lors de l’élimination, il en résulte un ensemble de processus rationalisés pour une efficacité maximale. En outre, les risques pour ceux qui manipulent les produits chimiques, ainsi que les coûts inhérents aux produits chimiques, sont éliminés des produits et des processus. Compte tenu de la pression croissante exercée sur les entreprises pour qu’elles assument la responsabilité des effets néfastes de leurs opérations commerciales tout au long de leur chaîne d’approvisionnement et de la demande de transparence accrue de la part des sociétés, les organisations avant-gardistes – qu’il s’agisse de jeunes entreprises ou de sociétés établies – doivent de plus en plus évaluer les produits et les étapes des processus en fonction des risques et de la toxicité inhérents.
La pensée moléculaire, appliquée par l’utilisation des principes de la chimie verte, vous guide pour examiner la nature des matériaux entrant dans la fabrication de vos produits. Une fois de plus, une approche fondée sur le cycle de vie est nécessaire pour envisager, dès le départ, le sort final de vos déchets et produits. Cette analyse peut se faire en même temps que la livraison d’un produit de haute qualité à l’acheteur. Ainsi, penser comme une molécule demande aux chefs d’entreprise et aux cadres d’examiner non seulement la fonctionnalité immédiate d’un produit, mais aussi son cycle moléculaire complet, de la matière première à la fin de vie et à l’élimination, en passant par la fabrication et le traitement. Les décideurs avisés se demanderont : « Où obtenons-nous nos matières premières ? Sont-elles renouvelables ou limitées ? Sont-elles vulnérables aux fluctuations de prix et d’approvisionnement ? Sont-elles vulnérables aux nouvelles réglementations en matière de santé environnementale ? Sont-elles intrinsèquement inoffensives ou la gestion des risques entraîne-t-elle des coûts de manutention, de traitement et d’élimination ? Les gestionnaires et les entrepreneurs du développement durable doivent également se demander si les substances chimiques contenues dans leurs produits s’accumulent dans les tissus humains ou si elles sont biodégradables sans danger. Où vont les matériaux moléculaires lorsqu’ils sont jetés ? Restent-elles stables dans les décharges ou se décomposent-elles pour polluer les réserves d’eau locales ? Leur combinaison crée-t-elle de nouvelles toxines plus puissantes lorsqu’elles sont incinérées ? Si tel est le cas, les émissions atmosphériques peuvent-elles être transportées par les courants éoliens et influencer le bon fonctionnement des personnes et des systèmes naturels loin de la source ?
Jusqu’à très récemment, ces questions ne concernaient pas les entreprises. Mais de plus en plus, les circonstances exigent que nous pensions petit (au niveau moléculaire et même nano) pour penser grand (fournir des produits sûrs à deux à quatre milliards d’aspirants citoyens de classe moyenne dans le monde). À mesure que nous concevons des dispositifs de surveillance plus efficaces, mieux à même de détecter et d’analyser les effets négatifs sur la santé de certains composés chimiques persistants, le suivi par les entreprises des ingrédients des produits au niveau moléculaire devient impératif. Jusqu’à présent, la surveillance des matières chimiques a été principalement motivée par le renforcement de la réglementation, les boycotts de produits et les campagnes commerciales menées par des organisations à but non lucratif axées sur la santé. Mais au lieu d’une défense réactive contre ces forces croissantes, des entreprises et des individus avant-gardistes voient de nouveaux domaines d’opportunités commerciales et de croissance représentés par la science actualisée et les conditions changeantes du marché.
Les principes de conception de la chimie verte sont appliqués par une série d’entreprises de premier plan dans tous les secteurs, notamment les géants de la chimie Dow, DuPont et Rohm and Haas et des fabricants de produits de consommation tels que SC Johnson, Shaw Industries et Merck & Co. Les petites et moyennes entreprises telles que Ecover, Seventh Generation, Method, AgraQuest et Metabolix jouent également un rôle innovant de premier plan. À l’heure actuelle, la conception et l’innovation inspirées par la chimie verte ont fait des percées dans toute une série d’applications, notamment les suivantes :
| Adhésifs | Pesticides |
| Produits de nettoyage | Produits pharmaceutiques |
| Produits chimiques fins | Plastiques |
| Carburants et technologies des énergies renouvelables | Pâte à papier et papier |
| Nanotechnologies | Fabrication de textiles |
| Peintures et revêtements | Purification de l’eau |
La chimie verte englobe l’idée d’une économie de l’atome, selon laquelle les fabricants devraient utiliser le plus possible chaque molécule entrante dans le produit de sortie final. L’industrie pharmaceutique, qui a adopté très tôt les principes d’efficacité de la chimie verte dans les processus de fabrication, utilise une mesure appelée facteur E pour évaluer le rapport entre les intrants et les extrants d’un produit donné. Actuellement, les entreprises pharmaceutiques engagées dans la chimie verte débattent de l’opportunité d’inclure des facteurs d’entrée tels que l’énergie, l’eau et d’autres intrants non traditionnels. En substance, une mesure du facteur E indique combien d’unités de poids de sortie on obtient par unité de poids d’entrée. Ce chiffre donne aux responsables une idée de l’efficacité du processus et des coûts inhérents associés aux taux d’utilisation des déchets, de l’énergie et des autres ressources. En appliquant les principes de la chimie verte aux processus de production pharmaceutique, les entreprises ont pu réduire considérablement leur facteur E et augmenter sensiblement leurs bénéfices.
Merck & Co, par exemple, a découvert une synthèse catalytique très innovante et efficace pour la sitagliptine, le principe actif de Januvia, le nouveau traitement du diabète de type 2 de la société. Cette synthèse révolutionnaire a généré 220 livres de déchets en moins pour chaque livre de sitagliptine fabriquée et a augmenté le rendement global de près de 50 %. Pendant la durée de vie du Januvia, Merck prévoit d’éliminer la formation d’au moins 330 millions de livres de déchets, dont près de 110 millions de livres de déchets aqueux.
En 2002, la société pharmaceutique Pfizer a remporté le prix présidentiel américain Green Chemistry Challenge Award for Alternative Synthetic Pathways pour son innovation dans le processus de fabrication du chlorhydrate de sertraline (HCl). Le chlorhydrate de sertraline est l’ingrédient actif du Zoloft, qui est l’agent le plus prescrit de son genre pour traiter la dépression. En 2004, les ventes mondiales de Zoloft ont atteint 3,4 milliards de dollars. La sagesse pharmaceutique veut que les entreprises se fassent concurrence sur la nature du médicament en premier lieu et sur le processus en second lieu, le « rendement maximal » étant l’objectif principal. La chimie verte ajoute une nouvelle dimension à ce calcul : Pfizer et d’autres entreprises pharmaceutiques découvrent qu’en pensant comme une molécule et en appliquant les innovations de processus de la chimie verte, elles voient leur économie atomique s’améliorer de façon exponentielle.
Dans le cas de Pfizer, la société a constaté qu’elle pouvait réduire considérablement les coûts des intrants. Le nouveau procédé commercial offrait des avantages spectaculaires en matière de prévention de la pollution, de réduction de la consommation d’énergie et d’eau, et d’amélioration de la sécurité et de la manipulation des matériaux. En conséquence, Pfizer a considérablement amélioré la sécurité des travailleurs et de l’environnement tout en doublant le rendement du produit. Ce résultat a été obtenu en analysant chaque étape chimique. La principale amélioration dans la synthèse de la sertraline a consisté à réduire à une seule étape une séquence de trois étapes dans le procédé original. Dans l’ensemble, les changements apportés au procédé ont permis de réduire les besoins en solvant de 60 000 gallons à 6 000 gallons par tonne de sertraline. Sur une base annuelle, les changements ont permis d’éliminer 440 tonnes de déchets de sel de dioxyde de titane et de chlorhydrate de méthylamine, 150 tonnes de déchets d’acide chlorhydrique à 35 % et 100 tonnes de déchets d’hydroxyde de sodium à 50 %. L’élimination des déchets dangereux étant de plus en plus coûteuse, cela représentait de réelles économies aujourd’hui et évitait d’éventuels coûts futurs.
En repensant le processus chimique pour le rendre plus efficace et produire moins de déchets nocifs et coûteux, le processus de production de la sertraline a généré des avantages économiques, environnementaux et sanitaires pour Pfizer. En général, les coûts de fabrication représentent 20 % du prix de gros, dont environ 20 % correspondent au coût du comprimé ou de la capsule, le pourcentage restant représentant tous les autres matériaux, l’énergie, l’eau et les coûts de traitement. L’utilisation de la chimie verte peut réduire considérablement ces deux coûts d’entrée. À mesure que les brevets expirent et que les produits pharmaceutiques sont concurrencés par des génériques moins chers, le maintien du processus de fabrication le plus efficace et le plus rentable sera la clé du maintien de la compétitivité.
Comme nous l’avons déjà mentionné, l’analyse du facteur E permet de rationaliser le traitement des matériaux et de réaliser des économies. Outil d’évaluation de l’efficacité de l’industrie pharmaceutique, le facteur E est défini comme le rapport entre le nombre total de kilogrammes de tous les intrants (matières premières, solvants et produits chimiques de traitement) utilisés et le nombre de kilogrammes d’ingrédient de produit actif (API) produits. Une étude cruciale réalisée en 1994 a indiqué que, selon la pratique courante dans l’industrie pharmaceutique, pour chaque kilogramme d’IPA produit, entre vingt-cinq et cent kilogrammes ou plus de déchets étaient générés – un ratio que l’on retrouve encore dans l’industrie.
À la fin de la décennie, les facteurs électroniques étaient utilisés plus fréquemment pour évaluer les produits. Les entreprises identifiaient les éléments moteurs des valeurs élevées du facteur E et prenaient des mesures pour améliorer l’efficacité. Si l’on multiplie le facteur E par le nombre estimé de kilogrammes d’IPA produits par l’ensemble de l’industrie, on peut penser que, pour l’année 2003, entre 500 millions et 2,5 milliards de kilogrammes de déchets pourraient être le sous-produit de la fabrication d’IPA par l’industrie pharmaceutique.
Ces déchets représentaient une double peine : les coûts associés à l’achat de produits chimiques qui sont finalement détournés de la production d’IPA et les coûts associés à l’élimination de ces déchets (allant de un à cinq dollars par kilogramme selon le danger). Les concurrents de cette industrie publient très peu d’informations, mais une évaluation du cycle de vie de ses procédés de fabrication d’IPA publiée en 2004 par GlaxoSmithKline a révélé qu’environ 75 à 80 pour cent des déchets produits étaient des solvants (liquides) et 20 à 25 pour cent des solides, dont une proportion considérable était probablement dangereuse en vertu des lois étatiques et fédérales.
Pendant des années, l’industrie pharmaceutique a déclaré qu’elle ne produisait pas les volumes importants de produits nécessaires pour se préoccuper de la toxicité et des déchets, en particulier par rapport aux producteurs de produits chimiques de base. Cependant, les préoccupations des gouvernements et des citoyens concernant la sécurité des produits et les niveaux élevés de médicaments dans les eaux usées, combinées au coût croissant de l’élimination des déchets dangereux, sont en train de changer la donne assez rapidement. Face à l’érosion des conditions concurrentielles favorables, les entreprises se sont empressées de trouver des moyens de réduire les coûts, d’éliminer les risques, d’innover et d’améliorer leur image.
Après avoir mis en œuvre le processus de récompense de la chimie verte comme norme dans la fabrication du chlorhydrate de sertraline, l’expérience de Pfizer a indiqué que les changements de processus guidés par la chimie verte ont réduit les ratios de facteurs E à dix ou vingt kilogrammes. Le potentiel de réduction spectaculaire des facteurs E grâce à la chimie verte pourrait être considérable. D’autres entreprises pharmaceutiques ayant remporté les Presidential Green Chemistry Challenge Awards entre 1999 et 2010 – Lilly, Roche, Bristol-Meyers Squibb et Merck – ont fait état d’améliorations de cette ampleur après l’application des principes de la chimie verte. En outre, Pfizer s’est vu décerner le prestigieux prix Crystal Faraday de l’environnement britannique pour son innovation dans la reconception du processus de fabrication du citrate de sildénafil (l’ingrédient actif du produit Viagra).
Il n’est pas surprenant que le fait de penser comme une molécule en appliquant les douze principes de la chimie verte s’intègre facilement dans les programmes de qualité Six Sigma des entreprises, dont les principes considèrent le gaspillage comme un défaut de processus. L’initiative de qualité industrielle « Right the first time » a été fortement soutenue par la Food and Drug Administration américaine. Berkeley (« Buzz ») Cue de Pfizer (retraité mais toujours actif dans la promotion de la chimie verte dans l’industrie), à qui l’on doit l’introduction des idées de chimie verte dans l’industrie pharmaceutique, considère ces initiatives comme une lentille qui permet aux entreprises d’envisager les processus et les objectifs de rendement de manière plus globale (une vue systémique), les programmes de qualité s’intégrant facilement à cette approche, voire l’améliorant.
Le Dr Cue, revenant sur son histoire avec la chimie verte et Pfizer, a déclaré : « La question est de savoir ce que Pfizer a appris en comprenant les principes de la chimie verte qui non seulement l’avantage à court terme, mais le positionne pour l’innovation et les tendances futures » Entretien téléphonique avec Berkeley Cue, cadre retraité de Pfizer, 16 juillet 2003. Il s’agit d’une question importante pour les entrepreneurs des petites et grandes entreprises. Si vous pensez comme une molécule, des opportunités négligées et des possibilités de différenciation se présentent. Calculez-vous le rapport entre les intrants et les extrants ? Votre entreprise a-t-elle réalisé des économies évidentes en termes d’efficacité, augmenté le rendement de ses produits et redessiné des molécules plus efficaces en termes de clientèle et de cycle de vie ? Manquez-vous des occasions de réduire ou d’éliminer la surveillance réglementaire en remplaçant les intrants intrinsèquement dangereux et toxiques par des matériaux inoffensifs ? La conformité réglementaire pour les déchets chimiques dangereux représente un poste budgétaire et une charge financière importants. Il serait plus utile de dépenser cet argent ailleurs.
La chimie verte a généré des innovations révolutionnaires dans le secteur agricole également. Les agriculteurs sont confrontés à une série de défis croissants liés à l’utilisation de pesticides chimiques traditionnels. L’une des principales préoccupations est que les parasites deviennent de plus en plus résistants aux pesticides chimiques classiques. Dans certains cas, les pesticides doivent être appliqués deux à cinq fois pour accomplir ce qu’une seule application faisait dans les années 1970. De plus, les nuisibles peuvent se reproduire et muter assez rapidement pour développer une résistance à un pesticide en l’espace d’une saison de croissance. Les taux accrus d’utilisation des pesticides épuisent les sols et contaminent les réserves d’eau, et ces effets secondaires et coûts négatifs (appelés externalités) sont reportés sur les individus alors que la société en supporte le coût.
AgraQuest est une petite entreprise innovante basée à Davis, en Californie. Elle a été fondée par l’entrepreneuse Pam Marrone, docteur en biochimie, qui souhaitait exploiter commercialement la puissance des systèmes de défense naturels des plantes. Mme Marrone avait quitté Monsanto, où elle avait été engagée à l’origine pour effectuer ce travail, lorsque cette société a réorienté sa stratégie vers les plantes génétiquement modifiées. Marrone a recherché du capital-risque et a finalement lancé AgraQuest, une société privée qui, en 2005, employait soixante-douze personnes et prévoyait un chiffre d’affaires d’environ 10 millions de dollars.
AgraQuest s’est différenciée stratégiquement en offrant des produits qui fournissent le service d’une lutte antiparasitaire efficace tout en résolvant les problèmes des utilisateurs en matière de résistance aux parasites, d’impact environnemental et de santé et sécurité des travailleurs. AgraQuest constitue une étude de cas exemplaire de technologie de chimie verte développée et mise sur le marché à un coût compétitif. L’entreprise est également un excellent exemple de la façon dont une entreprise commercialise une technologie perturbatrice et s’attaque aux problèmes liés à la remise en cause du statu quo.
Lauréate du Presidential Green Chemistry Challenge Small Business Award en 2003 pour son processus innovant de biotechnologie enzymatique utilisé pour générer ses produits, AgraQuest a utilisé une technologie exclusive pour cribler les micro-organismes présents dans la nature afin d’identifier ceux qui pourraient présenter des caractéristiques nouvelles et efficaces de lutte contre les parasites.
Les scientifiques d’AgraQuest ont voyagé dans le monde entier à la recherche de microbes prometteurs à analyser. Les scientifiques d’AgraQuest ont rassemblé des échantillons de microbes dans le monde entier, identifiant ceux qui combattent les maladies et les parasites qui détruisent les cultures. Une fois localisés, ces micro-organismes ont été criblés, cultivés et optimisés dans les installations d’AgraQuest, puis envoyés aux cultivateurs sous forme de poudre ou de liquide. Lors d’essais sur le terrain et dans le cadre d’une utilisation commerciale, les pesticides microbiens d’AgraQuest se sont révélés capables de s’attaquer aux maladies et aux parasites des cultures, puis de se biodégrader complètement, sans laisser de résidus. Ironiquement, le premier produit d’AgraQuest a été mis au point à partir d’un microbe trouvé dans l’arrière-cour de l’entreprise – un verger de pêchers voisin. Une fois le microbe identifié, les biochimistes de l’entreprise ont analysé et caractérisé les structures des composés produits par les micro-organismes sélectionnés afin de s’assurer de l’absence de toxines, de confirmer que le produit se biodégrade de manière inoffensive et d’identifier les produits candidats à développer et à commercialiser.
La société, dirigée par l’entrepreneur Marrone, a passé au crible plus de vingt-trois mille micro-organismes et identifié plus de vingt produits candidats qui présentent des niveaux élevés d’activité contre les insectes, les nématodes et les agents pathogènes des plantes. Ces produits comprennent les fongicides biologiques Serenade, Sonata et Rhapsody, l’insecticide biologique Virtuoso et le biofumigant Arabesque. Les opportunités de marché pour les pesticides à base microbienne sont vastes. En outre, l’industrie alimentaire biologique, en plein essor et représentant 4 milliards de dollars, génère une demande croissante d’outils de lutte antiparasitaire certifiés biologiques. Comme les producteurs s’efforcent d’augmenter les rendements pour répondre à ce marché en expansion, ils ont besoin de moyens plus efficaces et biologiques pour lutter contre les menaces qui pèsent sur les cultures. Le fongicide Serenade d’AgraQuest est certifié biologique pour servir ce marché en expansion, et d’autres produits sont en préparation.
L’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) a rationalisé le processus d’enregistrement des pesticides biologiques à « risque réduit », tels que ceux d’AgraQuest, afin de les commercialiser plus rapidement. La division des biopesticides et de la prévention de la pollution supervise la réglementation de tous les biopesticides et a accéléré ses processus de test et d’enregistrement. Le délai moyen entre la soumission et l’enregistrement est désormais de douze à quatorze mois, au lieu de cinq à sept ans.
De plus, comme les produits sont biodégradables et intrinsèquement non toxiques pour l’homme, ils sont exemptés des tests de « tolérance », c’est-à-dire du seuil d’exposition à une substance toxique auquel les travailleurs peuvent légalement être exposés. Cela signifie que les travailleurs sont tenus d’attendre au moins quatre heures après l’utilisation avant d’entrer dans les champs, alors que d’autres pesticides conventionnels exigent une attente de soixante-douze heures. La réduction des intervalles d’entrée restreinte se traduit par une économie de temps et d’argent pour les producteurs. Par conséquent, les produits AgraQuest peuvent agir comme des » sauveurs de récoltes » – utilisés immédiatement avant la récolte en cas de mauvais temps. Pour les producteurs de certains produits, comme les raisins de cuve, cela peut faire la différence entre le succès et l’échec d’une saison.
AgraQuest a déployé des stratégies exemplaires en matière de chimie verte et d’innovation durable. L’opportunité présentée par les problèmes associés aux pesticides chimiques conventionnels était relativement facile à percevoir, mais la conception d’une alternative viable a nécessité une réelle ingéniosité et un détournement spectaculaire des normes industrielles bien rodées. Dans ce contexte, le fait de penser comme une molécule a permis à l’entreprise de remettre en question le modèle industriel existant d’application de toxines et d’examiner plutôt comment les systèmes naturels créent des pesticides sûrs. Marrone et son équipe ont été en mesure d’inventer des produits biodégradables et inoffensifs entièrement nouveaux – et de tirer parti de la demande croissante du marché pour la gamme unique d’applications inhérentes à ce type de produit.
Alors que la science liant cause et effet devient de plus en plus sophistiquée, l’inquiétude du public concernant les effets des pesticides sur la santé humaine et l’environnement augmente. Dans ce contexte, on assiste à un mouvement international visant à éliminer progressivement certains pesticides largement utilisés, tels que le DDT et le bromure de méthyle. En outre, un nombre croissant de pays imposent des barrières commerciales aux importations alimentaires en raison de la présence de pesticides résiduels sur les produits.
Dans cet ensemble de défis auxquels est confronté le secteur de la production alimentaire, AgraQuest a trouvé une opportunité. La logique qui sous-tend la gamme de produits AgraQuest est simple : plutôt que de s’appuyer uniquement sur des approches dérivées de la pétrochimie pour éradiquer les parasites, les produits AgraQuest utilisent des microbes pour combattre les microbes. Au fil des millénaires, les microbes ont développé des systèmes de défense complexes que nous commençons à peine à comprendre. AgraQuest conçoit des produits qui reproduisent et concentrent ces systèmes de défense naturels sur les parasites ciblés. Utilisés en association avec les pesticides classiques, les produits AgraQuest font partie d’un système de lutte antiparasitaire très efficace qui présente l’avantage supplémentaire de réduire la charge chimique globale libérée dans les systèmes naturels. Parce qu’ils sont intrinsèquement inoffensifs, les produits AgraQuest se biodégradent de manière inoffensive, évitant ainsi les menaces pour la santé humaine et les écosystèmes – sans parler des coûts associés – que les producteurs utilisant des pesticides traditionnels encourent.
Dernier exemple, NatureWorks, l’entreprise de biotechnologie de Cargill, a conçu des plastiques fabriqués à partir de la biomasse, un intrant renouvelable. Le génie de la biotechnologie de NatureWorks est qu’elle utilise un large éventail de matières premières végétales et ne se limite pas au maïs, évitant ainsi toute concurrence avec la production alimentaire. Les percées novatrices de NatureWorks ont permis de s’attaquer au problème environnemental central du plastique conventionnel. Dérivé du pétrole, le plastique conventionnel, une ressource non renouvelable associée à une longue liste de problèmes environnementaux, de prix et de sécurité nationale, est devenu un problème majeur de santé et d’élimination des déchets. En élaborant un produit à partir d’intrants biologiques, NatureWorks a conçu un produit de rechange qui est concurrentiel tant sur le plan de la performance que du prix – un produit qui contourne la pollution et les autres problèmes associés aux plastiques à base de pétrole. Grâce à la réussite de sa stratégie, NatureWorks a fait pencher le marché en sa faveur.
NatureWorks LLC a reçu le 2002 Presidential Green Chemistry Challenge Award pour sa mise au point de la première classe de polymère synthétique produite à partir de ressources renouvelables, plus précisément à partir de maïs cultivé dans le Midwest américain. Lors de la conférence et de la cérémonie de remise des prix Green Chemistry and Engineering à Washington, DC, à laquelle ont assisté le président de l’Académie nationale des sciences des États-Unis, le conseiller scientifique de la Maison Blanche et d’autres dignitaires des Académies nationales et de l’American Chemical Society, le prix a récompensé l’innovation majeure de la société en matière de biochimie, réalisée en grande partie sous la direction et l’inspiration de l’ancien vice-président de la technologie de NatureWorks, Patrick Gruber.
M. Gruber a été l’un des premiers champions de l’innovation en matière de durabilité. En tant qu’entrepreneur au sein d’une grande entreprise, il a dirigé les efforts qui ont abouti au plastique biologique de NatureWorks. Avec une équipe d’ingénieurs chimistes, d’experts en biotechnologie et de stratèges en marketing, M. Gruber a été le fer de lance de la fusion du géant des produits agricoles Cargill et de l’entreprise chimique Dow pour créer la société dérivée initialement connue sous le nom de Cargill Dow et rebaptisée NatureWorks en janvier 2005. M. Gruber était le visionnaire qui a vu le potentiel d’un plastique biologique et les possibilités d’un nouveau processus de chimie verte enzymatique pour le fabriquer. Il a contribué à faire avancer ce processus jusqu’à ce qu’il soit suffisamment rentable pour produire des produits compétitifs par rapport aux produits conventionnels sur le marché.
Le plastique de NatureWorks, dont le nom scientifique est l’acide polylactique (PLA), a le potentiel de révolutionner les industries du plastique et de l’agriculture en proposant des biopolymères issus de la biomasse en remplacement des plastiques conventionnels à base de pétrole. Les résines NatureWorks ont été nommées et portent le nom de marque NatureWorks PLA pour l’acide polylactique qui compose les sucres végétaux de base. En plus de remplacer le pétrole comme matière première, les résines PLA présentent l’avantage supplémentaire d’être compostables (biodégradables en toute sécurité) ou même recyclables à l’infini, ce qui signifie qu’elles peuvent être retraitées encore et encore. Il s’agit d’un avantage environnemental indéniable, car le recyclage – ou « down-cycling » – des plastiques conventionnels post-consommation ou postindustriels en produits de moindre qualité ne fait que ralentir le flux de matériaux vers les décharges ; il n’empêche pas les déchets. En outre, la fabrication de plastique à partir de résidus de champs de maïs permet de réduire de 30 à 50 % les émissions de gaz à effet de serre, du champ au granulé. D’autres avantages pour l’environnement et la santé ont été identifiés par une analyse approfondie du cycle de vie. En outre, les résines PLA, vierges et post-consommation, peuvent être transformées en une variété d’utilisations finales.
En 2005, Kathleen Bader, PDG de NatureWorks, et Patrick Gruber étaient confrontés à un certain nombre de questions. Les défis de NatureWorks étaient d’ordre opérationnel et stratégique : comment faire passer le produit réussi à une production en grande série et comment commercialiser cette résine unique sur un marché des plastiques arrivé à maturité. NatureWorks employait 230 personnes réparties presque également entre le siège social (laboratoires et bureaux de gestion), l’usine et les sites internationaux. En tant que coentreprise, l’entreprise avait consommé près de 750 millions de dollars en capital et n’était pas encore rentable, mais elle promettait une croissance énorme qui pourrait transformer un large éventail de marchés dans le monde entier. En 2005, NatureWorks était encore la seule entreprise au monde capable de produire à grande échelle des résines à base de maïs présentant des caractéristiques de performance standard, telles que la durabilité, la flexibilité, la résistance aux produits chimiques et la solidité, le tout à un prix concurrentiel.
L’industrie plastique est le quatrième secteur manufacturier des États-Unis, derrière l’automobile, l’électronique et le raffinage du pétrole. Les industries pétrolière et chimique sont toutes deux matures et reposent sur des produits de base vendus avec des marges minces. Les efforts combinés d’une grande entreprise chimique, Dow, et d’un géant de la transformation des produits agricoles, Cargill, ont laissé entendre que Cargill Dow – aujourd’hui NatureWorks – pourrait être bien adapté à la tâche gigantesque que représente la remise en question des matières premières pétrolières. Cependant, la question qui se posait au sein de l’entreprise en 2005 était de savoir si la société pouvait se développer au-delà de la part de marché qui limitait habituellement les produits » environnementaux « , considérés comme représentant quelque part entre 2 et 5 % du marché. Le PLA était-il un « produit environnemental », ou était-il le résultat d’une stratégie qui anticipait de profonds changements sur le marché ?
NatureWorks a mis son nouveau produit sur le marché à la fin des années 1990 et au début des années 2000, à une époque où la dynamique du marché changeait et où les préoccupations en matière de santé, d’environnement, de sécurité nationale et d’indépendance énergétique convergeaient. Ces facteurs de marché ont donné à NatureWorks un avantage considérable. Les préoccupations relatives à l’approvisionnement en pétrole et à l’instabilité ont pris de l’ampleur en 2005 et ne se sont pas atténuées. La volatilité des prix du pétrole et l’instabilité politique dans les pays producteurs de pétrole ont plaidé en faveur d’une diminution de la dépendance au pétrole étranger dans la mesure du possible. La volatilité des prix du pétrole entre 1995 et 2005 a fait des ravages dans l’industrie des plastiques. De 1998 à 2001, les prix du gaz naturel (qui suivent généralement les prix du pétrole) ont doublé, puis quintuplé, avant de revenir aux niveaux de 1998. L’année 2003 a été une fois de plus une montagne russe de fluctuations imprévisibles, provoquant un effondrement de l’économie de la Huntsman Chemical Corp. En revanche, le PLA, fabriqué à partir d’une ressource renouvelable, offrait des performances, un prix, une compatibilité avec l’environnement, une grande visibilité, et donc une valeur significative pour certains acheteurs pour qui cette configuration de caractéristiques du produit est importante.
Les consommateurs sont de plus en plus préoccupés par la présence de produits chimiques dans les produits. Cela offre un espace de marché aux entreprises qui fournissent des « matériaux propres ». Les stratèges de NatureWorks savaient, par exemple, que certains plastiques faisaient l’objet d’une attention croissante de la part du public. Les préoccupations en matière de santé, notamment celles des femmes et des enfants, ont mis les plastiques en cause aux États-Unis et à l’étranger. L’Union européenne et le Japon ont instauré des interdictions et des cadres réglementaires sur certains plastiques et produits chimiques connexes couramment utilisés. Les plastifiants tels que les phtalates, qui font partie des additifs les plus couramment utilisés, ont été étiquetés dans des études comme étant potentiellement cancérigènes et perturbateurs endocriniens. Plusieurs retardateurs de flamme courants dans le plastique peuvent provoquer des troubles du développement chez les souris de laboratoire. Des études ont révélé la présence de plastiques et de produits chimiques connexes dans le lait maternel et dans les échantillons de sang du cordon ombilical des bébés.
Les préoccupations des consommateurs concernant les produits chimiques et la santé ouvrent de nouveaux marchés pour les matériaux « propres » conçus dans une perspective d’innovation durable. En outre, les réglementations internationales accélèrent la croissance du marché. En 1999, l’Union européenne a interdit l’utilisation de phtalates dans les jouets et les anneaux de dentition pour enfants et, en 2003, elle a interdit l’utilisation de certains phtalates dans les cosmétiques. Des États comme la Californie ont pris des mesures pour avertir les consommateurs du risque présumé de certains phtalates. L’Union européenne, la Californie et le Maine ont interdit la production ou la vente de produits utilisant certains éthers diphényliques polybromés (PDBE) comme retardateurs de flamme.
En 2006, l’Union européenne en était aux dernières phases des directives législatives visant à exiger l’enregistrement et l’analyse de près de dix mille substances chimiques préoccupantes. La loi, appelée REACH (Registration, Evaluation, Authorization, and Restriction of Chemicals), est devenue une loi en 2007 et réglemente la fabrication, l’importation, la commercialisation et l’utilisation des produits chimiques. Toutes les importations en Europe doivent répondre aux exigences de REACH en matière d’information sur la toxicité et les effets sur la santé. Les entreprises sont tenues de démontrer qu’une substance n’a pas d’effet négatif sur la santé humaine, et les informations relatives aux propriétés chimiques et à la sécurité d’utilisation doivent être communiquées en amont et en aval des chaînes d’approvisionnement afin de protéger les travailleurs, les consommateurs et l’environnement.
Tous ces facteurs ont contribué à la réflexion moléculaire qui a donné naissance aux plastiques à base de maïs de NatureWorks. La volatilité des prix du pétrole, les préoccupations croissantes des consommateurs à l’égard des plastiques et de la santé, les problèmes d’élimination des déchets et l’évolution des réglementations internationales sont autant de problèmes systémiques qui créent une nouvelle arène concurrentielle dans laquelle les produits biosourcés fondés sur les principes de conception de la chimie verte peuvent être introduits avec succès.
Étant donné que les consommateurs sont plus sensibilisés en Europe et au Japon, le plastique de NatureWorks a d’abord reçu plus d’attention sur le marché international qu’aux États-Unis. En 2004, IPER, un marché alimentaire italien, a vendu des » aliments naturels dans des emballages naturels » (fabriqués avec du PLA) et a attribué une augmentation de 4 % des ventes de charcuterie à l’emballage vert.
NatureWorks a établi un partenariat stratégique avec Amprica SpA à Castelbelforte, en Italie, un important fabricant européen d’emballages thermoformés pour les marchés de la boulangerie et des aliments prêts à consommer. Amprica prévoyait de remplacer les plastiques qu’elle utilisait, notamment le polyéthylène téréphtalate (PET), le polychlorure de vinyle (PVC) et le polystyrène, par le polymère PLA.
En réponse à l’élimination progressive et à l’interdiction définitive des sacs à provisions et de la vaisselle jetable à base de pétrole à Taiwan, Wei-Mon Industry (WMI) a signé un accord exclusif avec NatureWorks pour promouvoir et distribuer des articles d’emballage fabriqués avec du PLA.
Sur d’autres marchés, Giorgio Armani a sorti des costumes pour hommes entièrement fabriqués en fibres PLA et Sony a vendu des produits Discman et Walkman en PLA au Japon. En raison des préoccupations croissantes concernant l’impact sur la santé de certains additifs ignifuges, NEC Corp. de Tokyo a combiné le PLA avec une fibre naturelle appelée kenaf pour fabriquer un bioplastique ignifuge écologiquement et biologiquement neutre.
Le marché américain a été plus lent à adopter le PLA, mais les décisions d’achat de Walmart pourraient changer cela. En fait, le produit de NatureWorks résout plusieurs des problèmes de Walmart. Walmart s’est battu contre des problèmes d’image sur plusieurs fronts, notamment dans le traitement des employés, dans sa contribution à l’expansion des grandes surfaces et dans sa pratique de l’externalisation. L’approvisionnement en plastique biologique de NatureWorks, cultivé en Amérique et à base de maïs, s’inscrit non seulement dans l’effort plus large de Walmart en matière de « durabilité », mais permet aussi de réduire la dépendance des États-Unis vis-à-vis du pétrole étranger et de soutenir l’agriculteur américain.
Le spectre des activités entrepreneuriales dans le domaine des matériaux durables est large. Si certains entrepreneurs sont des pionniers qui reconfigurent fondamentalement les systèmes de produits, d’autres prennent des mesures plus progressives pour adopter des matériaux et des processus plus propres et innovants. Toutefois, les changements progressifs peuvent être radicaux lorsqu’ils sont cumulés, pour autant que l’on regarde constamment vers l’objectif global.
De nombreuses entreprises, au sein de l’industrie chimique et en dehors, comprennent maintenant que des réductions de coûts et des améliorations de produits/processus sont possibles grâce à la chimie verte et à d’autres politiques d’efficacité environnementale. Les économies documentées sur les matières premières, les flux de déchets et la consommation d’énergie sont facilement accessibles. Conscientes des gains d’efficacité à réaliser, ainsi que de la réduction des risques et des avantages réglementaires, la plupart des entreprises reconnaissent les avantages qui résultent de l’élaboration d’une stratégie avec ces objectifs en tête. En outre, les entreprises savent qu’elles peuvent contribuer à éviter les effets négatifs de l’ignorance de ces questions, tels que les boycotts et les résolutions d’actionnaires qui génèrent une publicité négative.
Cependant, les aspects d’amélioration de l’efficacité et de réduction des risques des préoccupations environnementales et de la durabilité ne sont que la pointe des opportunités possibles. Les stratégies de durabilité et les pratiques innovantes vont au-delà de l’amélioration progressive des produits existants. Cette stratégie commerciale orientée vers l’avenir – orientée vers de nouveaux processus, produits, technologies et marchés – offre de profondes perspectives d’avantage concurrentiel sur les entreprises rivales.
À mesure que les liens moléculaires entre les objets que nous fabriquons et les questions de macro-niveau telles que la santé, l’indépendance énergétique et le changement climatique sont mieux compris, les entreprises qui réfléchissent de manière stratégique à la nature chimique de leurs produits et de leurs procédés deviendront des leaders. Une approche consistant à « penser comme une molécule » pour concevoir des matériaux, des produits et des processus donne un avantage aux entrepreneurs et aux concepteurs de produits. En combinant ce mode de fonctionnement avec la pensée systémique et les autres approches de la durabilité abordées au chapitre 4 « Analyse de l’entrepreneuriat et de l’innovation en matière de durabilité », section 4.4 « Liens faibles », vous disposerez d’une stratégie qui vous permettra non pas de simplement survivre mais de prendre la tête au XXIe siècle.
COMPRÉHENSIONS CLÉS
|