À l'approche d'une des pièces du sous-sol du laboratoire, on entend le bruit d'un moteur. C'est celui d'une Peugeot 206 HDI gris métallisé immobilisée, mais dont les roues tournent à pleine vitesse. « Ici, nous testons une mousse catalytique au niveau du pot d'échappement, explique la jeune étudiante en thèse Estelle Vanhaecke, un casque antibruit sur les oreilles. Nous cherchons en effet à stopper et à éliminer par combustion les particules de suies particulièrement nocives pour nos poumons qui s'échappent du pot. » Pour y parvenir, les chercheurs utilisent un catalyseur qui transforme du carbone de la suie en un composé moins dangereux pour la santé. De tels exemples d'application de la catalyse, les salles du Laboratoire des matériaux, surfaces et procédés pour la catalyse (LMSPC) en regorgent. La catalyse est en effet au cœur des activités de ce laboratoire situé à quelques kilomètres au nord-ouest de Strasbourg, sur le campus de physique et de chimie de Cronenbourg. Peu de laboratoires lui sont dédiés, et pourtant, elle figure parmi les technologies de base de la fabrication de nombreux produits de notre quotidien. De quoi s'agit-il ? D'induire ou d'amplifier une réaction chimique grâce à une substance appelée catalyseur. Celui-ci, constitué d'une phase active déposée sur un support, accélère la vitesse de la réaction, augmente son rendement et l'oriente de façon sélective vers le produit voulu.

 

 

Créé en 2001 par Marc Ledoux, directeur scientifique du département des sciences chimiques, le LMSPC est issu de la réunion de plusieurs équipes autour d'un ancien laboratoire strasbourgeois déjà spécialisé dans l'étude des mécanismes des réactions catalytiques. Ainsi, le laboratoire qui emploie aujourd'hui plus de 60 personnes est doté d'une connaissance et d'un savoir-faire en la matière vieux de plus de 30 ans. Aujourd'hui, on y mène des recherches fondamentales aussi bien sur les mécanismes intimes des réactions catalytiques que sur les catalyseurs eux-mêmes. On travaille aussi à la mise au point de nouveaux types de catalyseurs qui font appel à de nouveaux matériaux. Une recherche prolifique, qui a conduit le laboratoire à prendre une nouvelle dimension en 2002. Associé à la Max Planck Gesellschaft de Berlin et à l'université de Messine¹, il est alors devenu laboratoire européen². Outre les projets de recherche communs, la création de l'European Laboratory for Catalysis and Surface Science (Elcass) favorise de nombreux échanges humains entre les trois entités. Un atout pour les étudiants en thèse et les postdoctorants. Autre particularité : le nombre considérable de contrats industriels. Du coup, le laboratoire affiche déjà une trentaine de brevets internationaux. D'où proviennent-ils ? D'une recherche de pointe à l'interface entre les nouveaux matériaux et les nouvelles propriétés catalytiques. Et du développement d'applications et de procédés variés. Par exemple, dans le cadre de la recherche sur la synthèse et la caractérisation de nouveaux matériaux catalytiques, les chimistes du LMSPC

ont mis au point le ß carbure de silicium ou ß-SiC, un nouveau support aux propriétés particulièrement intéressantes : bon conducteur thermique, chimiquement passif et peu coûteux. C'est à partir du ß-SiC qu'ils ont développé, en collaboration avec la société Sicat³, la mousse catalytique qui permet de dégrader les suies à la sortie des pots des voitures Diesel. Mais le ß-SiC est aussi à la base de la désulfuration ultime des gaz. Il s'agit de transformer le sulfure d'hydrogène, un gaz nocif produit par les industries de raffinerie, en soufre solide, non dangereux. Pour le plus grand bien de l'air que nous respirons. À un autre étage du laboratoire, des chercheurs étudient la photocatalyse, une catalyse assistée par la lumière. Ils viennent de mettre au point un procédé très simple qui l'utilise pour stériliser complètement une atmosphère, sans produit chimique ni chauffage. Autre point fort du LMSPC : les nanotubes de carbone. Ici, ils sont bien entendu fabriqués via une réaction catalytique. Mais les scientifiques ne se contentent pas de les produire : ils ont mis au point un dispositif original qui permet de nettoyer une eau polluée par des hydrocarbures en y plongeant des nanotubes de carbone !

Ainsi, qu'il s'agisse de la dégradation de polluants, de la décontamination bactérienne ou encore de la synthèse d'hydrogène à partir de la biomasse pour créer de nouvelles énergies, la recherche sur la catalyse a le vent en poupe. Avec de nombreuses applications, notamment dans la lutte contre les pollutions. Enfin, le laboratoire est impliqué dans l'étude de nouvelles sources d'énergie : valorisation du gaz naturel en Diesel, piles à combustibles et matériaux pour le nucléaire.

 

Stéphanie Belaud