Pour suivre, par exemple, cette réaction de greffage et étudier les catalyseurs à l'échelle moléculaire, les chercheurs emploient des outils de caractérisation comme la RMN ³. Le LCOMS possède trois appareils de RMN. Une salle leur est entièrement dédiée. Ces outils très précieux transforment les chercheurs en de véritables architectes moléculaires. Ils peuvent ainsi comprendre la structure et la réactivité de leurs catalyseurs et, in fine, améliorer des procédés connus voire découvrir de nouvelles réactions. C'est le cas de Jean Thivolle-Cazat qui, après avoir mis au point un nouveau catalyseur, l'hydrure de Tantale, a découvert la réaction de « métathèse des alcanes » – hydrocarbures saturés, comme le méthane, l'éthane, le propane et le butane. Par exemple, cette réaction permet de transformer l'éthane, qui possède deux atomes de carbone, en méthane (un alcane inférieur, à un seul carbone) et propane (un alcane supérieur, à trois carbones). Plutôt inattendu sur le plan fondamental, car ces hydrocarbures sont connus pour être très peu réactifs, ce résultat ouvre par ailleurs des perspectives très prometteuses pour l'industrie pétrolière.

De nombreux échanges avec l'industrie

Il en va ainsi au LCOMS : les échanges entre la recherche fondamentale et l'industrie sont particulièrement importants. Pour preuve, les contrats représentent plus des trois quarts de son budget ! Jean-Pierre Candy, lui, par exemple, collabore avec l'Institut français du pétrole (IFP). À partir de ses travaux sur des COM greffés sur une surface métallique, il a élucidé le mécanisme d'un procédé développé par l'IFP qui élimine le mercure et l'arsenic présents dans les bruts de pétrole. Le principe est simple : ces métaux lourds, nocifs pour l'environnement et pour les catalyseurs qui transforment le pétrole, réagissent avec la surface métallique du catalyseur pour former un alliage. Du coup, ils se trouvent piégés dans la structure du catalyseur. Le chercheur est même allé plus loin : il a réussi à transposer ce procédé de dépollution à l'eau. Ce résultat a déjà donné lieu à deux brevets et est en phase de transfert industriel. Il suscite de l'intérêt et pourrait notamment donner lieu à une application à caractère humanitaire dans des régions comme le Bangladesh confrontées aux problèmes de ­pollution de l'eau par ces métaux lourds.

Force est de constater, comme se plaît à le dire son directeur, que « le LCOMS est un laboratoire de découvreurs », y compris dans le domaine de la catalyse homogène. Émile Kuntz en fait partie. Tout récemment récompensé en 2005 par le prix Chéreau-Lavet – grand prix de l'Académie des technologies, cet ancien ingénieur de Rhône-Poulenc est l'inventeur d'un procédé qui permet de pallier le problème du recyclage du catalyseur, qui, par définition, est dissous dans le milieu réactionnel. Pour cela, il a élaboré une molécule très soluble qui maintient les catalyseurs dans l'eau tandis que les produits de la réaction moins miscibles forment une couche au-dessus du liquide. Ce procédé, qui permet de séparer le catalyseur du milieu et donc de le récupérer, est l'un des premiers procédés de chimie verte développés au niveau mondial.