Au rez-de-chaussée du laboratoire de Grabels, près de Montpellier, des poudres végétales chargées en métaux subissent un traitement thermique de quelques heures. En sortie : des écocatalyseurs métalliques, favorisant des synthèses organiques à partir de processus durables et écologiques. « Dans ce four, nous réalisons une étape clé de notre procédé », s’enthousiasme Claude Grison, la directrice du laboratoire commun CNRS ChimEco/BioInspir. Avec son équipe, elle a mis au point un protocole précis qui « permet au métal de s’associer aux parties organiques, lui conférant des propriétés uniques ». La chercheuse a développé le concept inédit d’écocatalyse, dont les procédés sont protégés par 36 brevets et qui lui a valu le Prix de l’inventeur européen en 2022.
La matière première des écocatalyseurs vient de la dépollution. À quelques kilomètres du laboratoire, un local de 700 m2 est dédié au séchage et au broyage de plantes hyperaccumulatrices de métaux. « Ces poudres végétales sont insérées dans des filtres pour dépolluer les effluents : elles retiennent les métaux – comme le palladium et le cuivre – par biosorption, précise Claude Grison. Ce sont elles que nous transformons en écocatalyseurs. » Entre deux paillasses, le pilote mobile conçu par la société DeltaLab – embarquant deux colonnes de filtration – est au repos. Il est déployé dans différentes industries de la chimie pour traiter leurs effluents. « Nous avons également installé un pilote fixe à Saint-Laurent-le-Minier, dans le Gard, où nous traitons les eaux polluées des galeries minières », ajoute Claude Grison.
Son équipe s’appuie aussi sur la phytoextraction pour fabriquer des écocatalyseurs. Des caisses en bois ornées de photos et de noms de végétaux locaux ou exotiques – tabouret des bois (Noccaea caerulescens), Geissois pruinosa, coriandre… – témoignent de la diversité de plantes à disposition. Cultivées sur des sites pollués, elles extraient et accumulent dans leur biomasse des métaux d’intérêt : zinc, nickel, cuivre, manganèse. « La phytoextraction n’est pas rentable en métropole. En revanche, elle l’est en Nouvelle-Calédonie où les arbres sont de très grande taille, explique Claude Grison. Ce territoire produit près d’un quart des ressources mondiales de nickel, nous envisageons à terme de réhabiliter les sites pollués et de valoriser la biomasse en écocatalyseurs. »
60 molécules disponibles sur catalogue
La chercheuse nourrit de grandes ambitions pour son approche scientifique mêlant chimie et écologie. « Je souhaite repenser intégralement la chimie de synthèse pour réduire son empreinte environnementale. » Une panoplie de réacteurs est dédiée à la fabrication de molécules d’intérêt grâce aux écocatalyseurs. Un appareil de mécanosynthèse flambant neuf de 12 litres (« la plus grosse capacité au monde », indique la chercheuse) réalise des réactions sans solvant. Dans une salle où travaillent étudiants et permanents, un réacteur micro-ondes – d’une capacité de 12 réactions simultanées – offre des gains de temps et d’énergie aux procédés. Cosmétique, parfum, chimie fine : à ce jour, une soixantaine de molécules sont disponibles sur catalogue pour ces différents secteurs.
Les salles et paillasses défilent. Claude Grison énumère modestement les appareils dernier cri de fabrication et d’analyse. « Tous les équipements sont en double : les plus grandes capacités sont dédiées à la fabrication des molécules commercialisées, et les autres servent à nos activités de recherche. » Nouvelles variétés de plantes, nouveaux procédés de transformation… L’équipe s’active désormais pour aborder le secteur pharmaceutique, très consommateur de catalyseurs métalliques.
