Aujourd’hui, environ 80 % de l’énergie consommée par l’humanité provient de la combustion des énergies fossiles (charbon, gaz, pétrole). Epuisement des réserves ressources et émissions de polluants dans l’atmosphère en sont les deux principaux corolaires et ces thématiques risquent de s’imposer comme les enjeux majeurs auxquels sera confrontée l’humanité du XXe siècle. La solution pourrait bien venir de la chimie. C’est le pari que font les chercheurs du Labex Chimie des Architectures Moléculaires Multifonctionnelles et des Matériaux (CHARMMMAT).
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C’est un fait, la production d’énergie mécanique et électrique par combustion de ressources fossiles est polluante, peu efficace en termes de rendement et repose sur des réserves limitées. D’une façon générale, qu’elles soient industrielles ou domestiques, trop de nos activités sont excessivement gourmandes en énergie et sources de pollution. Pour remédier à cette situation préoccupante, la chimie «douce» pourrait être appelée à la rescousse. Le Labex CHARMMMAT s’est ainsi donné pour objectif l’élaboration, à un coût environnemental et énergétique acceptable, de nouvelles architectures chimiques afin de répondre aux attentes de la société en matière de traitement du CO₂ et de polluants, de l’éco-conception catalytique de systèmes moléculaires, du développement de nouvelles cellules solaires et de dispositifs pour le stockage de l’information.
Pour une chimie durable
Le labex CHARMMMAT a été créé autour de deux domaines à forte visibilité internationale de la communauté sud-francilienne : les sciences des matériaux et la catalyse homogène bio-inspirée. Il réunit ainsi plus de 600 chimistes de haut niveau, informaticiens et physiciens. Quatre axes thématiques ont été définis dans le projet. L’axe Chimie pour les énergies renouvelables et les défis environnementaux sera consacré d’une part, au traitement de polluants et leur transformation ultime en dioxyde de carbone par des réactions d’oxydation successives et efficaces et d’autre part, à la capture, la purification et la valorisation du dioxyde de carbone en carburant liquide synthétique ou polymères biosourcés. Le deuxième axe baptisé multicatalyse vise à rendre possible une stratégie de compartimentation pour la synthèse de molécules complexes inspirée de réactions enzymatiques multiples. Ce défi ambitieux exigera la conception des réactions en cascade impliquant des espèces catalytiques supportées structurellement différentes. L’axe solides cristallins- hybrides Intelligents, exploitera le potentiel des composés mixtes organiques-métalliques (MOFs) pour contrôler la réponse physique des matériaux pour des objectifs de transformation et/ou de détection. Dans ce contexte de telles architectures polyvalentes sensibles aux empreintes moléculaires constituent un atout pour la capture sélective de polluants et leur dégradation ou la conception de détecteurs efficaces. Enfin, le quatrième axe matériaux activés concerne les matériaux photo- ou électroactifs. Il vise à identifier et synthétiser des nouvelles phases matérielles, concevant et produisant des nouvelles structures organisées très performantes et des dispositifs, avec un effort systématique pour contrôler l’organisation de la matière.
Catalyse : modification (et notamment accélération) d’une réaction sous l’effet d’une substance (le catalyseur) qui ne subit pas elle-même de modification.
CONTACT
Jean-Pierre Mahy, Directeur de l’Institut de Chimie Moléculaire et des matériaux d’Orsay (Université Paris-Sud)