CNRS Chimie accueille Kyoko Nozaki en tant qu'Ambassadrice CNRS des sciences chimiques

• Des efforts considérables sont déployés pour mettre au point des matériaux durables. L'une des pistes importantes consiste à développer des matériaux plus faciles à recycler. Parallèlement, l'utilisation de ressources renouvelables et recyclables dans la synthèse des polymères prend de plus en plus d'importance. Pourriez-vous nous en dire plus sur les travaux de votre équipe dans ces domaines ?

Le polyéthylène et le polypropylène sont des matériaux indispensables dans nos sociétés modernes en raison de leurs excellentes performances, de leur faible coût et de leur polyvalence. À eux deux, ils représentent environ 50 % de la production mondiale de plastique. Cependant, leur faible énergie de surface qui rend difficile l'adhésion de colles, de peintures ou d'autres matériaux à leur surface, impose souvent de les associer à d'autres matériaux au sein de structures composites. Ces structures «multimatières » largement utilisés dans l’emballage alimentaire sont hélas extrêmement difficiles à recycler.

Pour relever ce défi, nous développons des polyoléfines hautement performantes capables de remplacer ces composites par un seul matériau recyclable. Notre groupe développe des catalyseurs destinés à la copolymérisation d’oléfines avec des monomères fonctionnels afin d’atteindre cet objectif. Nous avons notamment été les premiers à faire état de la copolymérisation stéréocontrôlée du propylène avec des monomères polaires ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour les matériaux polyoléfiniques fonctionnels.

Un autre défi majeur consiste à remplacer les sources de carbone utilisées pour la production de polymères par des alternatives plus durables. Nos recherches se concentrent donc sur la conception de systèmes catalytiques permettant l’utilisation de ressources carbonées renouvelables. Parmi les exemples emblématiques, citons la synthèse de polymères à partir du dioxyde de carbone et les technologies catalytiques pour la dégradation et le recyclage des plastiques thermodurcissables.

Plutôt que de rechercher une solution unique, nous pensons que l’avenir des plastiques durables passera par une combinaison de progrès en catalyse, en chimie des polymères, et dans le domaine des matières premières renouvelables. En intégrant ces différentes approches, nous espérons contribuer au développement de la prochaine génération de matériaux polymères respectueux de l’environnement.

• Quels sont les progrès à venir dans ce domaine au cours des prochaines années ?

Dans le domaine de la synthèse des polymères, je m’attends à voir des avancées significatives dans la conception des catalyseurs portées par une meilleure compréhension des mécanismes réactionnels et par l’intégration croissante des approches expérimentales et computationnelles. Ces avancées permettront aux catalyseurs de produire des polymères aux structures moléculaires de plus en plus précises, tout en facilitant un recyclage chimique hautement sélectif dans des conditions bien plus douces.

Dans le domaine de la dégradation des polymères, je pense que l’informatique des matériaux jouera un rôle de plus en plus important dans la découverte et la conception de nouveaux catalyseurs hétérogènes. En combinant de vastes ensembles de données, la modélisation informatique et l’apprentissage automatique, les chercheurs seront en mesure d’identifier des candidats catalyseurs prometteurs de manière bien plus efficace qu’avec les approches conventionnelles par essais et erreurs.

Parallèlement, la collaboration entre le monde universitaire et l’industrie deviendra encore plus cruciale. Le développement d’un catalyseur exceptionnel n’est qu’une première étape : celui-ci doit également être évolutif, économe en énergie et économiquement viable pour une mise en œuvre pratique. Je m’attends donc à voir se multiplier les efforts en faveur de technologies intégrées combinant des matières premières renouvelables, des systèmes catalytiques avancés et des processus de recyclage efficaces.

Si ces évolutions se poursuivent, nous nous rapprocherons de la mise en place de systèmes de production de plastiques véritablement durables qui réduiront notre dépendance aux ressources fossiles tout en diminuant considérablement l’impact environnemental.

• En tant qu'ambassadeur des sciences chimiques en France, avez-vous des attentes particulières pour cette tournée ? 

C’est un grand honneur pour moi d’avoir été choisie comme ambassadrice du CNRS pour les sciences chimiques, et je me réjouis à l’idée de rencontrer des scientifiques et des étudiants dans toute la France. J’espère pouvoir échanger des idées, découvrir leurs dernières avancées en catalyse, en science des polymères et en chimie durable, et discuter des possibilités de futures collaborations.

La France possède une longue tradition d’excellence en chimie et le CNRS a joué un rôle de premier plan dans l’avancement de la recherche tant fondamentale qu’appliquée. J’espère que cette visite favorisera des discussions scientifiques stimulantes, inspirera de nouveaux projets de collaboration et renforcera encore davantage le partenariat de longue date entre les chercheurs français et japonais.

Les progrès scientifiques dépendent de plus en plus de la collaboration internationale. En réunissant des perspectives différentes et des expertises complémentaires, je suis convaincue que nous pourrons accélérer le développement de solutions innovantes aux défis mondiaux, notamment l’utilisation durable des ressources, la transition vers une économie circulaire des plastiques et la neutralité carbone.

J’espère que cette tournée permettra non seulement d’approfondir les collaborations existantes, mais aussi de jeter les bases de nombreux nouveaux partenariats pour les années à venir.

 (*) En 2019, l'Institut de chimie du CNRS a initié le programme « Ambassadeurs des sciences chimiques en France ». Son ambition ? Permettre à de prestigieux chercheurs étrangers de visiter une série de laboratoires français actifs dans leur domaine. Ces visites comprennent non seulement des conférences de haut niveau par l'ambassadeur, mais sont également une occasion d'établir des contacts préliminaires et de favoriser des collaborations internationales pour les laboratoires français visités.

Rédacteur : CCdM