Face à l’urgence climatique, Chimie ParisTech- PSL se mobilise ! Notre objectif ? Sensibiliser à grande échelle tous nos étudiants et personnels aux enjeux climatiques, en France et à l’international. Retour sur cette journée de mobilisation pour un monde durable et soutenable.

Questionner le rôle de l’ingénieur(e) face aux enjeux de la transition. La Rentrée Climat 2023 inscrite dans la formation des étudiant(e)s de première année du cursus Ingénieur de Chimie ParisTech-PSL a eu lieu ce mercredi 6 septembre de 8h30 à 19h en amphi Friedel et Moissan. La journée a été ponctuée de nombreux temps forts : ateliers Fresques du Climat, conférences et tables-rondes organisées par les enseignants-chercheurs de l’école. Pour cette 2eme édition de la Rentrée Climat. Organisée par Odile Majérus, Stéphanie Ognier et Mariane Ighilahriz, fondatrices du groupe de travail dévolu à la transition écologique et solidaire à l’école, la volonté était de mettre en avant les liens de causalité qui régissent les problématiques du changement climatique, mais aussi d’informer sur les actions possibles pour contrer les conséquences néfastes, et en particulier le rôle de nos chercheurs pour l’innovation et la recherche de solutions techniques et systémiques autour des enjeux de la transition  énergétique, de l’appauvrissement des ressources, et de la pollution pour lesquels  la recherche en chimie est centrale .

Conférence de l’association des Shifteurs

Cette journée marque le début du parcours de formation proposé aux nouveaux étudiants pour interroger le rôle de l’Ingénieur(e) chimiste face aux enjeux de la crise climatique et écologique. La matinée a été consacrée aux ateliers de la Fresque du Climat animés par nos enseignants-chercheurs et nos personnels. Basée sur les conclusions du rapport du GIEC (Groupe d’expert Intergouvernemental sur l’Evolution du Climat), La Fresque du Climat propose des ateliers collaboratifs pour comprendre les causes et conséquences du dérèglement climatique et sa dimension systémique. Ensuite, l’association des Shifteurs a présenté sa conférence « Le climat et moi ? » mettant en avant les leviers d’actions à l’échelle individuelle pour lutter contre le changement climatique par la baisse la plus immédiate et massive possible de nos émissions de CO2.

Un programme scientifique et collaboratif mettant à l’honneur les Recherches académiques des laboratoires en phase avec les enjeux de la transition écologique et solidaire. L’après-midi a été consacré à trois tables-rondes mettant en valeur le vaste panorama de la recherche scientifique menée par nos chercheurs à Chimie ParisTech-PSL, en phase avec ces sujets d’actualité pour une action stratégique en termes d’impacts environnementaux. Car la recherche en chimie a un rôle important à jouer sur le moyen et long terme. En trois heures, ces tables-rondes apportent le déclic nécessaire à tout citoyen, étudiant et professionnel désirant mieux se saisir de ces enjeux et s’engager dans des projets à impact. Intitulées « Transition écologique : Quelles recherches à Chimie ParisTech-PSL ? », chaque table-ronde est centrée sur une thématique : énergie, ressources et économie circulaire, pollutions de l’air, de l’eau et des sols, et enjeux des plastiques. Plusieurs chercheurs et enseignants-chercheurs spécialistes du domaine couvert ont exposé leurs recherches les plus récentes. Une occasion unique pour les nouveaux étudiant(e)s de mieux connaitre nos laboratoires et de pouvoir échanger avec nos chercheurs, devenus pour l’occasion médiateurs scientifiques valorisant les applications concrètes de leurs recherches et transmettant leurs découvertes aux ingénieurs de demain.

De la Formation Ingénieur à la Recherche : une passerelle nécessaire. Ainsi, les élèves de  première année ont pu se confronter  aux recherches en cours dans nos laboratoires : Grégory Lefèvre (directeur de recherche à l’IRCP dans l’équipe « Matériaux, Interfaces et Matière Molle » et responsable PSL du Master Ingénierie Nucléaire) a expliqué les enjeux de ses recherches sur l’intégration de l’énergie nucléaire dans la transition écologique : les interactions entre radiopolluants et géosphère sont un aspect essentiel de la gestion des déchets, et l’optimisation et la compréhension de la chimie des solutions et de matériaux sont nécessaires pour prolonger l’activité des centrales nucléaires.  La nouvelle promotion a pu également échanger sur la thématique des énergies solaires et photovoltaïques avec Jean-François Guillemoles, Directeur de l’IPVF. Cette énergie est une ressource de taille car renouvelable, abondante et bon marché avec des enjeux liés à l’utilisation optimale des matériaux. Ainsi, même si l’énergie solaire a une faible empreinte carbone, son défi est d’augmenter l’efficacité de la conversion et l’intégration des panneaux dans un système cohérent et efficient (occupation de l’espace, connexion au réseau de fourniture électrique, gestion de l’intermittence).   La durabilité est envisagée comme un véritable sujet d’éco-conception : il s’agit de développer de nouvelles technologies efficaces, fiables et durables en augmentant la durée de vie des panneaux solaires dans leur environnement d’installation. Il a également été question du stockage de l’énergie électrique produite par la transformation des énergies diffuses (PV, éolien), notamment grâce aux batteries et de leur enjeu de durabilité et de recyclabilité avec Domitille Giaume, enseignante-chercheuse de l’IRCP dans l’équipe « Matériaux, Interfaces et Matière Molle ». A l’IRCP, les chercheurs développent de nouveaux matériaux hybrides pour électrolyseurs et piles ayant une plus grande tenue au cyclage charge-décharge et se consacrent au recyclage des batteries, notamment celles utilisant du cobalt et du lithium.  Puis, Vincent Piepiora, alumni 2008 et fondateur de la start-up ENERGO, a ensuite développé les applications concrètes de ses recherches puisque sa start-up est issue des recherches académiques des laboratoires de l’école. Il a notamment déposé son brevet technologique de plasma froid pour la catalyse favorisant l’économie circulaire : ces nouvelles technologies visent à produire des molécules énergétiques (méthane, méthanol, H2) localement grâce à la valorisation du Biogaz de déchets agricoles (mélange CO2 et méthane) et à sa transformation par méthanation.  

Faire face à l’épuisement de ressources non renouvelables est aussi un défi auquel cherchent à répondre les chercheurs de l’école. Le développement de l’électricité décarbonée (photovoltaïque solaire, nucléaire), à la base de la transition écologique, est très demandeur de ressources et d’énergie pour extraire et transformer ces ressources, notamment les métaux.

Les enseignants-chercheurs lors de l’une des tables-rondee.

La question de la baisse de la consommation énergétique par la sobriété énergétique est donc une réflexion nécessaire à mener. Il faut désormais penser en termes d’économie circulaire, qui se résument aux 5R : Refuser, Réduire, Réutiliser, Recycler et Rendre à la terre c’est-à-dire réduire la consommation, prolonger la durée de vie des biens de consommation et récupérer les matières via le recyclage. Or, le recyclage nécessite un ensemble de procédés mécaniques mais également chimiques s’il veut être valorisable (récupération des matériaux et réutilisation dans des applications à valeur ajoutée égale). A l’IRCP, Lola Lilensten de l’équipe Métallurgie Structurale (MS) travaille sur le recyclage des alliages à base d’aluminium et ses recherches en métallurgie portent principalement sur trois axes :  la prise en considération des thématiques d’éco-conception des alliages ; la gestion des impuretés créées par le recyclage en mélangeant des alliages de différentes compositions ; les procédés de recyclage. 

La Chaire Mines Urbaines (programme de recherche partenariale de la fondation ParisTech comprenant Chimie ParisTech-PSL, Les Mines Paris-PSL et les Arts et Métiers avec comme mécène l’éco organisme ecosystem) travaille, elle, sur la problématique de l’économie circulaire et du recyclage des déchets d’équipements électriques et électroniques (D3E). A Chimie ParisTech-PSL, les équipes de chercheurs travaillent plus spécifiquement sur le recyclage chimique des métaux, des minéraux et des plastiques avec notamment un projet de recherche en cours consacré à l’extraction du tantale des déchets électroniques. La Chaire expérimente également l’utilisation des bioprocédés (Michel Minier, IRCP de l’équipe Matériaux, Interfaces et Matière Molle – MIM2) utilisés pour la récupération des métaux : certaines bactéries sont en effet capables de solubiliser ces métaux, c’est ce que l’on nomme la biolixiviation. La Chaire est également au cœur des enjeux du recyclage de batteries au lithium notamment pour la mobilité électrique. Elle travaille ainsi sur les enjeux stratégiques d’approvisionnement en matériaux pour la production de ces batteries (lithium, cobalt), soit via l’extraction secondaire (i.e. le recyclage), soit via l’extraction primaire dans des sources alternatives comme dans les eaux géothermales ou dans l’eau de mer.  

Mieux comprendre les conséquences environnementales et sanitaires de la pollution est l’un des enjeux de taille pour la recherche puisque l’on connait aujourd’hui l’impact des produits phytosanitaires sur la biodiversité, et que l’on sait que beaucoup de déchets plastiques finissent dans les océans. Carine Robert, maître de conférences à l’IRCP dans l’équipe Chimie Organométallique et Catalyse de Polymérisation (COCP) développe avec le professeur Christophe Thomas des catalyseurs respectueux de l’environnement pour la production de nouveaux polymères biosourcés et biodégradables et de nouvelles stratégies de synthèse économes en solvant et en réactifs (catalyse tandem).   Elle travaille également en collaboration avec le laboratoire SIMM de l’ESPCI Paris-PSL sur la synthèse d’hydrogels biosourcés aux propriétés mécaniques optimisées. Anne Varenne (enseignante-chercheuse à i-CLeHS, responsable de l’équipe Synthesis, Electrochemistry, Imaging and Analytical Systems for Diagnosis Team – SEISAD et directrice du programme Gradué de Chimie PSL) développe des méthodologies analytiques et de diagnostiques pour la détection et la quantification de composés polluants dans l’environnement et dans le vivant. Dans le contexte de la chaire Mines-Urbaines, un procédé microfluidique a été développé pour non seulement analyser mais aussi recycler des métaux stratégiques des D3E. Dans le domaine des plastiques, ses travaux concernent l’étude des nanoplastiques omniprésents, dont il faut comprendre leur dispersion dans l’environnement, leur rôle de vecteur d’autres molécules polluantes dans ce milieu et leur capacité de traverser les barrières cellulaires du vivant.

La journée s’est ensuite clôturée par la conférence du cycle de rentrée PSL : « Sharing the sun – how agrivoltaics could change the future of agriculture and energy supply », de Etienne Drahi (Total Energie), Jordi Bardosa (E4C, Polytechnique), Polina Volovitch (IPVF, Chimie ParisTech-PSL), JF Guillemoles (IPVF, CNRS). Cette conférence à plusieurs voix disciplinaires a présenté les intérêts et les recherches portant sur différentes stratégies de déploiement de panneaux photovoltaïques au-dessus de champs agricoles, pour partager intelligemment la lumière entre production électrique et production agricole, au bénéfice des communautés locales et des agriculteurs. Des spécialistes du PV, des spécialistes des études d’impact, des chimistes des matériaux et des agronomes travaillent ensemble pour optimiser ces systèmes, limiter leurs impacts et augmenter leur durée de vie.

La Formation Ingénieur adossée à la Recherche à Chimie ParisTech-PSL. Ces tables-rondes permettent également de faire écho au syllabus du cursus Ingénieur, nouvellement mis à jour autour de ces enjeux de la transition écologique et solidaire pour que chaque étudiant s’empare dès la première année de sa formation Ingénieur de cette problématique, la comprenne et pour que plus tard dans son parcours professionnel, il ait toutes les bases scientifiques nécessaires pour, se lancer dans la recherche des solutions durables. Un module dédié aux connaissances spécifiques de la transition écologique (limites planétaires, enjeux liés à l’énergie, aux ressources, à la pollution) a été ajouté au programme de la première année. Plusieurs outils (méthodes d’analyse d’impact telles que l’analyse du cycle de vie et démarches prospectives des scenarii de transition) leur seront présentés et pourront être approfondis en 3eme année. Avec plus de 90 % d’enseignants-chercheurs dans le cycle Ingénieur, c’est donc bien une plongée au cœur de la « recherche en train de se faire » en prise avec les solutions pour un monde durable et soutenable dans laquelle sont immergés nos élèves-ingénieurs pour que l’Ingénieur de Chimie ParisTech-PSL soit l’un des acteurs indispensables de la transition écologique et solidaire.

Retrouvez le guide Solaire PV 2.0 de la Fédération de recherche du Photovoltaïque

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