Développement de modèles QSPR pour la prédiction des propriétés d’explosibilité des composés nitroaromatiques

Guillaume Fayet (1) , Patricia Rotureau (1)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques

The evaluation of condensed chemicals explosibility (risk of explosion) at various operational processes, such as manufacturing, storage, transport or implementation, is based on experimental trials according to international regulatory frameworks. The recent evolution of European regulations on control of chemicals (REACh and CLP regulations) leads to a volume of work inconsistent with a systematic experimental determination of their dangerous properties (feasibility, cost and reasonable times) because more than 140,000 chemicals are subjected to REACh. So, the use of predictive methods (alternative or complementary to experiments) like QSPR approaches (quantitative structure / property relationships) is widely promoted by REACh. New predictive methods have been developed to predict the properties of explosibility of nitroaromatic compounds with an original approach combining QSPR methodology and quantum chemistry tools.

L’évaluation de l’explosibilité des substances chimiques condensées (risque d’explosion) lors de diverses opérations, comme la fabrication, le stockage, le transport ou la mise en oeuvre, repose essentiellement sur le retour d’expérience et la conduite d’essais réalisés selon des référentiels réglementaires internationaux. L’évolution récente de la réglementation européenne en matière de contrôle des produits chimiques (règlements REACh et CLP) induit un volume de travaux incompatible avec une détermination expérimentale systématique de leurs propriétés dangereuses (faisabilité matérielle, coût financier et délais raisonnables) puisque plus de 140 000 substances chimiques sont concernées par REACh. Aussi, le recours à des méthodes prédictives (alternatives ou complémentaires à l’expérimentation) comme les approches QSPR (relations quantitatives structures-propriétés) sont largement encouragées par REACh. Un programme de recherche a été lancé à l’INERIS, en 2007, en collaboration avec l’ENSCP, dont l’objectif est de développer des modèles de prédiction théorique des propriétés macroscopiques d’explosibilité des substances chimiques dangereuses, par le biais de la chimie quantique et de méthodes de type QSPR. Plus précisément, la thèse de G. Fayet (2007-2010) a été centrée sur le développement et l’évaluation de modèles QSPR capables de prédire la stabilité thermique (et plus particulièrement l’énergie de décomposition) ainsi que la sensibilité à la décharge électrique d’une famille de substances bien connues pour leurs propriétés explosives : les composés nitroaromatiques dont font partie le TNT (trinitrotoluène) et l’acide picrique (trinitrophénol).

Domaines: Ingénierie de l'environnement

Guillaume Fayet, Patricia Rotureau. Développement de modèles QSPR pour la prédiction des propriétés d’explosibilité des composés nitroaromatiques. Rapport Scientifique INERIS, 2010, 2009-2010, pp.74-76. ⟨ineris-01869282⟩