mercredi, décembre 7, 2022

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Le trifluorure d’azote, vous connaissez ?

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Triluorure d’azote (source : image tombée dans le domaine public, Wikipédia)

Parmi le cocktail de molécules que l’action humaine rejette dans l’atmosphère, on compte une petite molécule qui, comme nombre de ses consœurs, joue le rôle de gaz à effet de serre (GES). Cette substance, le trifluorure d’azote (NF3), a un potentiel de GES de 16 600 fois supérieur à celui du CO2 (sur 100 ans). Il est pourtant utilisé pour remplacer et réduire le forçage radiatif dû à l’utilisation de l’hexafluoroéthane (C2F6) dans le secteur de l’électronique et des semi-conducteurs. Bien que cette stratégie se soit avérée efficace lors des années 90 et 2000, il faut maintenant s’attacher à contenir le taux d’augmentation des émissions de NF3.

Même si elle présente en faible concentration par rapport à d’autres GES, connaître les émissions de trifluorure d’azote ainsi que leur impact sur le réchauffement planétaire pourra aider à la planification des efforts de réduction pour lutter contre les changements climatiques. Cette molécule ne fait pas partie des engagements liés à la première phase du protocole de Kyoto. Elle est principalement utilisée dans le secteur de l’électronique pour remplacer l’hexafluoroéthane, gaz très courant dans l’industrie des semi-conducteurs, des cellules photovoltaïques et des écrans plats. Le trifluorure d’azote a en effet un taux de conversion pour la production de fluor réactif de 98% contre seulement 30% pour l’hexafluoroéthane, d’où de forts rejets de ce dernier dans l’atmosphère par l’industrie. De plus, le trifluorure d’azote présente d’autres avantages comme celui d’être stable et ininflammable, de sorte qu’il s’agit d’un gaz sécuritaire pour le transport.

Un article paru dans la revue Proceedings of the National Academy of Science rapporte une évaluation des émissions de cette substance. Les émissions actuelles sont de 1,18 Gg (109 grammes) par an, soit l’équivalent de 20 Tg de CO2 annuellement. Ces émissions représentent entre 17 et 36% des émissions des molécules fluorées du secteur de l’électronique et des semi-conducteurs. Comme on peut le voir sur la figure ci-dessous, les émissions de cette molécule deviennent significatives au début des années 90 tandis que la vitesse d’augmentation s’accroit à partir des années 2000. Il devient donc nécessaire de réduire les émissions de cette substance.

Croissance utilisation NF3
Haut : fraction molaire dans l’atmosphère de NF3 dans l’hémisphère Nord (NH) et l’atmosphère Sud (SH). Les courbes montrent les résultats de différentes études. Bas : taux d’accroissement annuel des émissions de CF3.
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Trifluore d’azote (source : image tombée dans le domaine public, Wikipédia)

En effet, bien que cette molécule ait permis d’éviter l’utilisation d’hexafluroéthane (entre 53 et 220 Tg CO2-eq en 2011) et ait permis au secteur de l’électronique et des semi-conducteurs de réduire ses émissions de GES d’environ 10%, les rejets de CF3 dans l’atmosphère augmente rapidement et risquent de s’accélérer du fait de la croissance anticipée de la demande dans le secteur de l’électronique et des semi-conducteurs.

Cet exemple montre une fois de plus que la technologie, dans le cas présent l’utilisation de produits de substitution plus efficaces, ne suffisent pas à réduire assez rapidement et en proportion suffisante les effets destructifs de la production et de la consommation humaine, et que la méthode la plus efficace en cette matière, qu’on le veuille ou non, reste la réduction et la modération.

Référence :

Tim Arnold et al., Nitrogen trifluoride global emissions estimated from updated atmospheric measurements, Proceedings of the National Academy of Science (2013)
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1212346110

 

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