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Dunkerque, un territoire industriel durable Planète Industries Introduction Planète Industries - Fiche introduction enseignant - L’industrie pétrochimique page 1/2 L’industrie pétrochimique Préambule Du chewing-gum aux baskets, des bouteilles plastiques aux emballages de barres chocolatées, le pétrole imprègne complètement notre vie quotidienne. Oh, pas directement sous sa forme première mais par le miracle de transformations réalisées par la pétrochimie. Et dans le Dunkerquois, nous avons ces pétrochimistes, alchimistes des temps modernes. En particulier, Polimeri Europa et ses 470 salariés. Située sur la zone industrielle de Mardyck, cette usine française d’un grand groupe italien produit de l’éthylène, du propylène et, en final, des polyéthylènes. Deux noms qui sonnent à nos oreilles sans pour autant que l’on mette quelque chose derrière... Pourtant, les petits granulés produits par Polimeri sont magiques ! C’est grâce à eux que des produits indispensables voient le jour : semelles de baskets, pare-chocs de voiture, emballages... la liste est longue. Imagine-t-on même pouvoir s’en passer ? Et pourtant, leur apparition dans notre vie quotidienne est vraiment très récente. Les anciens pourront d’ailleurs vous le dire : ils ont été enfants et ados sans connaître les coques de portable, les scooters et autres télévisions et ordinateurs, les pulls en polaire et maillots de foot en polyester. Incroyable ? Le fait est là : en 1950, les produits consommables issus de la pétrochimie atteignaient seulement 3 millions de tonnes dans le monde, dont la moitié de plastiques. En 2000, on en a produit 192 millions de tonnes dont 140 millions de tonnes de plastiques.

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Dunkerque, un territoire industriel durable

Planète Industries Introduction

Planète Industries - Fiche introduction enseignant - L’industrie pétrochimique page 1/2

L’industrie pétrochimique

Préambule Du chewing-gum aux baskets, des bouteilles plastiques

aux emballages de barres chocolatées, le pétrole imprègne complètement notre vie quotidienne. Oh, pas directement sous sa forme première mais par le miracle de transformations réalisées par la pétrochimie.

Et dans le Dunkerquois, nous avons ces pétrochimistes, alchimistes des temps modernes. En particulier, Polimeri Europa et ses 470 salariés. Située sur la zone industrielle de Mardyck, cette usine française d’un grand groupe italien produit de l’éthylène, du propylène et, en final, des polyéthylènes. Deux noms qui sonnent à nos oreilles sans pour autant que l’on mette quelque chose derrière... Pourtant, les petits granulés produits par Polimeri sont magiques ! C’est grâce à eux que des produits indispensables voient le jour : semelles de baskets, pare-chocs de voiture, emballages... la liste est longue. Imagine-t-on même pouvoir s’en passer ?

Et pourtant, leur apparition dans notre vie quotidienne est vraiment très récente. Les anciens pourront d’ailleurs vous le dire : ils ont été enfants et ados sans connaître les coques de portable, les scooters et autres télévisions et ordinateurs, les pulls en polaire et maillots de foot en polyester. Incroyable ? Le fait est là : en 1950, les produits consommables issus de la pétrochimie atteignaient seulement 3 millions de tonnes dans le monde, dont la moitié de plastiques. En 2000, on en a produit 192 millions de tonnes dont 140 millions de tonnes de plastiques.

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Planète Industries - Fiche introduction enseignant - L’industrie pétrochimique page 2/2

Pourquoi une arrivée si tardive de ces produits, alors que l’ère de l’utilisation massive du pétrole commence au début du XXe siècle ? Aux alentours des années 1930, l’essence, le gazole et le kérosène produits en grandes quantités par les raffineries avaient leurs utilisateurs assurés : tous les types de véhicules. Mais les raffineurs se sont retrouvés avec des quantités invraisemblables d’un produit non utilisé et donc non valorisé : le naphta (appelé aussi essence lourde). Le naphta est aujourd’hui à l’origine de l’essentiel des produits dérivés du pétrole.

Après séparation des composants du naphta par vapocraquage, on obtient en particulier l’éthylène et le propylène. Ces molécules isolées ne permettent toutefois pas encore d’imaginer, à ce stade, qu’elles deviendront matières plastiques. Pour ce faire, il va falloir les assembler par polymérisation.Mais comment Polimeri Europa transforme-t-il le naphta en polyéthylène ? Pas d’affolement, c’est un peu comme un jeu de légo : ateliers des chimistes nous voilà !

Excepté Polimeri Europa, dans le même registre, sur le Dunkerquois, Polychim Industrie produit du polypropylène (230 000 tonnes par an, notamment utilisé dans l'industrie textile) à partir de propylène expédié par pipe de Polimeri Europa ou Total. Ses exportations de produits finis vers le monde entier sont favorisées par la situation géographique de Dunkerque.

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Planète Industries - Fiche enseignant - L’industrie pétrochimique page 1/4

L’industrie pétrochimique L’objectif général des fiches Au travers de documents (schéma de fabrication, articles,

tableaux), les élèves vont découvrir La fabrication du polyéthylène, du naphta en passant par la polymérisation, L’importance des matières plastiques dans notre quotidien.

L’objectif pédagogique des fiches

Lire et exploiter des documents issus de sources différentes Rechercher sur internet et en bibliothèque des compléments d’information, des définitions

Préambule Du chewing-gum aux baskets, des bouteilles plastiques aux

emballages de barres chocolatées, le pétrole imprègne complètement notre vie quotidienne. Oh, pas directement sous sa forme première mais par le miracle de transformations réalisées par les pétrochimistes.

Et dans le Dunkerquois, nous avons aussi nos alchimistes des temps modernes : les pétrochimistes ! En particulier, Polimeri Europa et ses 470 salariés. Située sur la zone industrielle de Mardyck, cette usine française d’un grand groupe italien produit de l’éthylène, du propylène et, ou final, des polyéthylènes. Deux noms qui sonnent à nos oreilles sans pour autant que l’on mette quelque chose derrière... Pourtant les petits granulés produits par Polimeri sont magiques ! Grâce à eux, que de produits indispensables : Semelles de baskets, pare-chocs de voiture, emballages, sacs plastiques... la liste est longue. Imagine-t-on même pouvoir s’en passer ?

Et pourtant, leur apparition dans notre vie quotidienne est vraiment très récente. Les anciens pourront d’ailleurs vous le dire : ils ont été enfants et ados sans connaître les sacs en plastique ni même les coques de portable, les scooters et autres télévisions et ordinateurs, les pulls en polaire et maillots de foot en polyester. Incroyable ? Le fait est là : en 1950, les produits consommables issus de la pétrochimie atteignaient seulement 3 millions de tonnes dans le monde, dont la moitié de plastiques. En 2000, on en a produit 192 millions de tonnes dont 140 millions de tonnes de plastiques.

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Planète Industries - Fiche enseignant - L’industrie pétrochimique page 2/4

Pourquoi une arrivée si tardive de ces produits, alors que l’ère de l’utilisation massive du pétrole commence au début du XXe siècle ? Aux alentours des années 1930, l’essence, le gazole et le kérosène produits en grandes quantités par les raffineries avaient leurs utilisateurs assurés : tous les types de véhicules. Mais les raffineurs se sont retrouvés avec des quantités invraisemblables d’un produit non utilisé et donc non valorisé : le naphta (appelé aussi essence lourde).

Le naphta est aujourd’hui à l’origine de l’essentiel des produits dérivés du pétrole. Dans le même registre, dans le Dunkerquois, Polychim industrie produit du polypropylène (230 000 tonnes par an, notamment utilisé dans l'industrie textile) à partir de propylène expédié par pipe de Polimeri Europa ou Total. Ses exportations de produits finis vers le monde entier sont favorisées par la situation géographique de Dunkerque.

Après séparation des composants du naphta par vapocraquage, on obtient en particulier l’éthylène et le propylène. Ces molécules isolées ne permettent toutefois pas encore d’imaginer, à ce stade, qu’elles deviendront matières plastiques. Pour ce faire, il va falloir les assembler par polymérisation.Mais comment Polimeri Europa transforme-t-il le naphta en polyéthylène ? Pas d’affolement, c’est un peu comme un jeu de Légo : ateliers des chimistes nous voilà !

Les ancrages possibles dans les programmes

o Découverte de l’entreprise (DP3, DP6), 3e o Chimie 2nde, 1re et Term. S - Notions : Chimique ou naturel ? Le monde de la chimie : la synthèse des espèces chimiques au laboratoire et dans l'industrie o Chimie 1èreS - Notions : La chimie créatrice : chimie organique, de sa naissance à son omniprésence dans le quotidien o Chimie Terminale S - Notion : Comment le chimiste contrôle-t-il l'évolution spontanée d'un système chimique ? o Chimie Terminale S - Notion : Élaborer un «produit» de consommation : de la matière première à la formulation.

Nota Bene / formulé principalement à l’attention des classes de collège, cette fiche pédagogique peut servir de base

pour un cours à destination des classes scientifiques de lycées. Cependant, la formulation de la polymérisation reste vulgarisée et n’a pas pour prétention de prendre place dans un cours de terminale scientifique par exemple.

Où trouver d’autres sources pédagogiques et documents sur le sujet

www.planete-energies.comSur le site des énergies du groupe Total à destination des publics jeunes, une petite partie est consacrée à la pétrochimie. A noter, notamment, une animation flash pour expliquer la pétrochimie de manière très simple. Des fiches et leurs corrigés, plus particulièrement destinées aux classes scientifiques, sont également accessibles dans le portail destiné aux enseignants.

www.uic.frLe site de l’union des Industries chimiques proposent une découverte et les formations nécessaires aux différents métiers de la pétrochimie.

www.onisep.frLe site incontournable pour découvrir les métiers

Le corrigé de la fiche 1, Le naphta et la molécule d’hydrocarbure

1- D'après le document 1 :

a) Pourquoi appelle-t-on le pétrole et le gaz des hydrocarbures ? Le pétrole et le gaz naturel sont l’aboutissement de transformations de molécules organiques sous l’effet de fortes températures à des milliers de mètres de profondeur. Ils ne contiennent plus que des atomes de carbone et d’hydrogène, c’est pourquoi on les appelle hydrocarbures. b) Quelle faculté à l’atome de carbone ?L’atome de carbone a la faculté de se lier à quatre autres atomes

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2- D'après le document 2 :

a) Par quel procédé traite-t-on les molécules d’hydrocarbures ? La séparation se fait par distillation fractionnée. Le pétrole est introduit à la base d’une tour de 60 m de hauteur, appelée colonne de distillation atmosphérique (parce que la pression utilisée est proche de la pression atmosphérique). Là, on le chauffe à 350/400 °C. La plus grande partie s’évapore et commence à monter dans la tour. Le pétrole est ainsi divisé suivant la température des vapeurs de chaque fraction ou coupe (voir le schéma ci-dessous). Il ne reste à la base de la tour que les produits très lourds, les résidus. A mesure que les vapeurs montent, la température diminue. Les fractions les plus lourdes de ces vapeurs vont se condenser en liquides, qu’on pourra récupérer sur des plateaux situés à différents niveaux dans la colonne. Et ainsi de suite, jusqu’en haut de la colonne où la température est de 150 °C. Là, on récupère les dernières vapeurs qui ne se sont pas condensées : les gaz de pétrole. Ce principe permet de récupérer une dizaine de types de produits, des bitumes, du naphta, jusqu’au gaz, qu’on appelle des coupes pétrolières.b) Quel est la fraction la plus légère, à un atome de carbone ? Le gaz naturelc) Quels sont les fractions les plus lourdes ? Les bitumes, le fioul et les cires.d) Ou se situe le naphta dans les coupes pétrolières ? Expliquez pourquoi, selon ce schéma, on appelle le naphta de l’essence « lourde ». Entre les carburants automobiles et les carburéacteurs destinés aux avions. On l’appelle essence lourde car elle est plus lourde (plus d’atomes de carbone) que l’essence destinée à nos voitures.

3- D'après le document 3 :

a) Quel est le produit qui est à l’origine de l’essentiel des produits dérivés du pétrole ?Le naphta b) Pourquoi une arrivée si tardive (années 50) alors que le pétrole est utilisé depuis le début du XXème siècle ? Au départ, les raffineurs se sont retrouvés avec des quantités invraisemblables de naphta. Ce n’est qu’à partir des années 50 que les chercheurs ont réfléchi à ce problème apparemment insurmontable et ont trouvé

la solution. Grâce à des transformations successives (craquage, séparations, polymérisations, ...) le naphta est aujourd’hui à l’origine de l’essentiel des produits dérivés du pétrole.c) Comment appelle-t-on son aptitude chimique la plus étonnante ? La polymérisation

4- D'après le document 4 :

a) Comment le naphta arrive-t-il jusque chez Polimeri Europa ? Par voie maritime, depuis un appontement pétrolier.b) D’où vient-il principalement ?Arabie Saoudite, Russie et CEEc) Combien faut-il de pétrole pour produire 300kg de naphta ? 1000 kilos.

Le corrigé de la fiche 2, le vapocraquage et la polymerisation

1- D'après le document 1 :

a) En quoi consiste le vapocraquage ? Pourquoi l’appelle-t-on ainsi ? Le vapocraquage consiste à chauffer à très haute température (800°C) le naphta en présence de vapeur d'eau. On l’appelle ainsi car son objectif est de casser (craquer) les molécules sous l’action de la chaleur en présence de vapeur d’eau.b) Comment appelle-t-on les hydrocarbures plus légers issus du vapocraqueur ?Les oléfines ou oléfiniquesc) Citez les oléfines issues du vapocraquage L’éthylène et le propylène.

2- D'après le document 2 :

a) Que veut dire hydrocarbures insaturés ? Quelle particularité est essentielle chez les oléfines pour la polymérisation ?Les hydrocarbures insaturés, cela veut dire qu’elle possède une liaison carbonée libre. Cela leur permet de se lier à leurs congénères.

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b) A l’aide de l’image et du texte, expliquez pourquoi on explique qu’elles ont des bras « libres ». Que vont-elles pouvoir faire ?L’idée c’est un peu de faire en sorte qu’elles se donnent la main pour former une longue chaîne de polymères.

3- D'après le document 2 bis :

a) Que se passe-t-il dans la polymérisation ? Que deviennent les monomères ? . Dans des conditions de température et de pression et en présence de catalyseurs (éléments favorisant le déclenchement de la réaction), deviennent de longues chaînes de polymères.

4- D'après le document 3 :

a) Cherchez dans un dictionnaire la définition de catalyseur et proposez d’autres exemples de catalyseur

5- D'après le document 4 et 4 bis :

a) Quels sont les produits qui vont être produits par transformation de l’éthylène ? La transformation de l’éthylène en polyéthylène permet de produire des films et plastiques.b) Laquelle d’entre elles est effectuée chez Polimeri ? La production de polyéthylène notamment. c) Connaissez-vous des matières textiles issues du pétrole ? Citez en quelques unes. Le polyester, le lycra, les fibres polaires, ...

6- D'après le document 5 :

a) On a ici utilisé les noms scientifiques des plastiques issus du craquage. Y en a-t-il quelques uns que vous connaissez ? b) Quels outils, vêtements, meubles de votre classe sont issus de l’arbre du plastique ? c) Avec une petite enquête à la maison, sur internet, trouvez et présentez des produits étonnants issus du pétrole.