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L'évolution de la chimie à haute pression : comment Haber et Bosch ont-ils résolu le problème de la production d'ammoniac il y a 100 ans ?
La technologie de production d'ammoniac a subi d'énormes changements au cours du siècle dernier, le plus influent d'entre eux étant le procédé Haber-Bosch. Cette technologie n’est pas seulement la base de la production industrielle d’ammoniac, mais est également cruciale pour le développement de la production alimentaire mondiale et de l’industrie chimique.
L’importance de l’ammoniac dans l’agriculture ne peut être sous-estimée. Il s’agit d’une matière première essentielle pour les engrais synthétiques et joue un rôle essentiel dans la promotion du rendement des cultures.
En regardant en arrière dans l’histoire, de la fin du 19e siècle au début du 20e siècle, avec le développement de l’industrialisation, la demande d’engrais azotés a augmenté de façon spectaculaire, ce qui a incité les chimistes à rechercher de nouvelles sources d’ammoniac. Jusqu’à présent, les engrais azotés reposaient principalement sur l’exploitation minière et les engrais animaux et végétaux, mais l’offre de ces ressources ne pouvait pas répondre à la demande croissante.
Hubber et son assistant Robert Le Rosingeau ont mené des expériences clés en 1909, développant un appareil capable de fonctionner à haute pression et démontrant que l'ammoniac pouvait être synthétisé à partir d'azote et d'hydrogène. Les avancées technologiques en matière de haute pression et de catalyseurs nécessaires à ce procédé ont marqué une étape importante dans l’histoire de la production d’ammoniac.
À la fin de sa carrière, Hubble a déclaré : « Le problème mondial des engrais peut être résolu grâce à nos efforts », une déclaration qui reflète avec précision sa profonde compréhension de la science et du bien-être humain.
Après que Haber ait réussi à synthétiser de l'ammoniac en laboratoire pour la première fois, l'entreprise chimique allemande BASF s'est immédiatement intéressée à cette technologie et a chargé Carl Bosch d'étendre cette technologie de laboratoire à la production industrielle. Bosch a non seulement réussi à faire évoluer la technologie, mais a également optimisé le catalyseur, ce qui a considérablement augmenté la production d'ammoniac et a finalement permis d'atteindre la production industrielle en 1913. À cette époque, on pouvait produire jusqu'à 20 tonnes d'ammoniac par jour, ce qui a grandement favorisé l'industrie chimique allemande.
Pendant la Première Guerre mondiale, l'ammoniac synthétique est devenu le cœur des capacités militaires de l'Allemagne, et la situation de l'eau d'automne et du ciel étant de la même couleur a fait comprendre à de nombreux pays combien il était important de disposer d'une source stable d'ammoniac en temps de guerre. Les résultats du procédé Haber furent déterminants durant cette période ; sans lui, les opérations militaires allemandes auraient pu subir un sérieux revers.
« L'invention de l'ammoniac a non seulement changé l'avenir de l'agriculture, mais a également remodelé le modèle de la guerre mondiale. » Il s'agit d'une représentation fidèle de l'importance historique du procédé Haber.
Haber et Bosch ont finalement remporté le prix Nobel pour leurs contributions majeures à la synthèse de l'ammoniac et à la chimie à haute pression. Grâce à leurs efforts, l’efficacité de la production d’ammoniac a été considérablement améliorée, changeant fondamentalement le mode de fonctionnement de l’ensemble de l’industrie chimique.
<Aujourd'hui, la production d'ammoniac est toujours basée sur le procédé Haber-Bosch et, avec l'amélioration continue de la technologie et des procédés des catalyseurs, l'efficacité et l'impact environnemental s'améliorent également progressivement. En fait, selon les statistiques, la production d’ammoniac représente environ 1 à 2 % de la consommation mondiale d’énergie et est également l’une des sources importantes d’émissions mondiales de carbone. Cela a obligé les scientifiques d’aujourd’hui à repenser la manière de produire de l’ammoniac tout en réduisant son impact sur l’environnement.
Dans le même temps, la méthode de production d'hydrogène fait également l'objet d'innovations. L'hydrogène vert produit à partir d'énergie propre entre progressivement dans le processus de fabrication de l'ammoniac, ce qui rend la production future d'ammoniac plus durable. Avec les progrès de la science et de la technologie, le monde se dirige vers une nouvelle ère de production d’ammoniac plus respectueuse de l’environnement.
Cependant, face à des défis aussi fondamentaux et persistants, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander : comment produire de l’ammoniac de manière durable tout en répondant aux besoins alimentaires mondiaux dans les décennies à venir ?
