Audrey LlevotEnseignante-chercheuse au Laboratoire de chimie des polymères organiques (CNRS/Université de Bordeaux/Bordeaux INP)
Avec son projet MECALYMER, Audrey Llevot, enseignante chercheuse au Laboratoire de chimie des polymères organiques, est lauréate de l’appel à projet Emergence@INC2026. Par cet appel, CNRS Chimie accompagne des chercheuses et chercheurs - chargés de recherche ou maîtres de conférences - recrutés depuis 5 à 10 ans en finançant un projet novateur et en encourageant la prise de risque.
Votre projet MECALYMER vise à développer des mécanocatalyseurs recyclables incorporant des carbènes. Pouvez-vous nous en dire plus ?
La catalyse est devenue un outil fondamental de notre société en jouant un rôle dans près de 90% des procédés chimiques liés à l’alimentation, la santé ou l’énergie. Elle consiste à accélérer une réaction chimique grâce à des substances introduites en faibles quantités et non consommées pendant la réaction qui sont appelées catalyseurs. Afin de faciliter la récupération des catalyseurs du milieu réactionnel, et donc leur réutilisation (recyclage), des polymères peuvent être utilisés comme support pour immobiliser ces espèces actives. Cet atout est particulièrement pertinent pour les catalyseurs à base de métaux de transition ou de métaux nobles, qui posent des problèmes en termes de toxicité et de coût. Plus récemment, l'émergence de la mécanocatalyse, qui exploite les forces mécaniques pour promouvoir des réactions catalytiques efficaces sans solvant, constitue une avancée significative vers des procédés chimiques plus respectueux de l’environnement. L’objectif de ce projet est de contribuer au développement de la mécanocatalyse en tirant parti de l'ingénierie macromoléculaire pour concevoir des réseaux polymères organométalliques pouvant jouer le rôle de catalyseurs activables mécaniquement et recyclables. Ces matériaux catalytiques incorporeront des unités métal-carbène-N-hétérocycliques mécanosensibles et seront utilisés dans des procédés de mécanochimie adaptables à l’échelle industrielle.
En quoi cette recherche est-elle émergente et à risque ?
Les carbènes-N-hétérocycliques sont très utilisés en catalyse organométallique car ils peuvent stabiliser de nombreux métaux de transition et promouvoir une grande variété de réactions catalytiques. Dans la littérature, des complexes métal-carbènes-N-hétérocycliques fonctionnalisés par des chaînes polymères ont montré leurs capacités à libérer des espèces catalytiques en réponse à un stress mécanique. Ces dernières ont été générées en solution par activation aux ultrasons, ou en masse par compression lorsque ces catalyseurs sont introduits dans une matrice polymère. L’activation de ces complexes dans des procédés adaptables à l’échelle industrielle n’a pas été décrite. Plus largement, les réseaux polymères organométalliques n’ont pas été exploités comme catalyseurs recyclables dans de tels procédés, ce qui constitue l’innovation majeure de ce projet.
Quelles pourraient-en être les principales retombées ?
Le projet MECALYMER s’inscrit dans une démarche visant à développer des procédés industriels plus durables conciliant respect de l’environnement, performance et innovation. D’un point de vu fondamental, la méthodologie proposée permettra non seulement de collecter des informations essentielles sur la dynamique de la liaison métal-carbène-N-hétérocyclique, mais également d’identifier la structure macromoléculaire du polymère la plus adaptée pour des applications en mécanocatalyse. Sur le plan personnel, MECALYMER, financé grâce au soutien de CNRS chimie, m’offrira la possibilité d’obtenir des premiers résultats qui serviront de base au développement d’une nouvelle thématique au laboratoire de chimie des polymères organiques : la mécanochimie.
Rédacteur : AVR