Les voitures équipées de moteurs à combustion interne ont leurs jours comptés. C’est du moins ce que dicte la directive de l’Union européenne d’ici 2035, lorsque toutes les nouvelles voitures particulières et véhicules utilitaires devront être neutres en CO2. Cependant, la porte n’est pas complètement fermée et les avancées dans les nouveaux matériaux peuvent être la clé de la décarbonation et du développement de carburants de nouvelle génération. Le chimiste espagnol Avelino Corma (Moncófar, Castellón, 1951) y travaille depuis des décennies, qui vient d’obtenir le prix de l’inventeur européen 2023 décerné par l’Office européen des brevets (OEB) pour sa longue et fructueuse carrière professionnelle.
Il s’agit du dernier d’une longue liste de distinctions et de récompenses, dont le Prix Prince des Asturies 2014 pour la recherche scientifique et technique, pour un chercheur qui a même est venu figurer dans les poules du prix Nobel de chimie. Et qu’Avelino Corma allait être agriculteur, comme son père, jusqu’à ce qu’il soit fasciné par les réactions chimiques et la composition, la structure et les propriétés de la matière. Maintenant tu peux te vanter plus de 200 demandes de brevets européens, dont beaucoup sont concédées sous licence par des sociétés internationaleset une vocation indestructible.
À 72 ans (« J’ai encore de l’énergie, mais ce n’est plus comme avant »), ce « guérillero des sciences » autoproclamé est particulièrement fier de l’Institut de technologie chimique (ITQ), centre de recherche de l’École polytechnique Université de Valence, leader en catalyse, nouveaux matériaux et photochimie qu’il a lui-même fondée en 1990. Là, il continue à travailler sur divers projets de recherche, la plupart liés à sa plus grande découverte, la les zéolithes de synthèse, composés poreux capables de réduire significativement les résidus et produits indésirables de réactions chimiques.
Avelino Corma travaillant au laboratoire. Luis Cerdeira / Office européen des brevets Omicrono
Que signifient pour vous ces types de récompenses et de distinctions, avec tant d’entre elles derrière vous ?
Tous les prix sont intéressants et celui-ci en particulier me rend particulièrement enthousiaste car il reconnaît le travail que nous avons accompli à l’Institut de technologie chimique. Ils me l’accordent, car j’ai dirigé les projets et tout ce qui a conduit aux brevets, mais je ne l’ai pas fait seul, les personnes qui ont travaillé avec moi y ont collaboré de manière décisive. À nos débuts, la technologie était considérée comme moins glamour que la recherche fondamentale, mais nous avons montré qu’il était possible de faire de la recherche fondamentale de haut niveau et, en même temps, de l’utiliser pour réaliser des développements technologiques. C’est la clé de tout.
C’est aussi une reconnaissance de toute sa carrière. De quoi êtes-vous le plus fier?
Avoir pu contribuer à la création et au développement de l’ITQ, qui compte actuellement 300 personnes en recherche. Nous l’avons démarré à partir de zéro et nous avons réussi à le faire démarrer de sorte que maintenant des centaines de chercheurs ont l’opportunité d’effectuer leurs travaux ici. Cela me donne une immense satisfaction, c’est l’héritage que je peux laisser.
[El invento español para que los coches limpien de contaminación el aire mientras circulan]
Ses recherches portent sur les procédés catalytiques et les catalyseurs. Dans quelle mesure peuvent-ils influencer la décarbonation et la réduction de la pollution de l’air ?
Le but ultime que j’ai poursuivi et continue de poursuivre, et que poursuivront ceux qui viendront après moi, est de pouvoir connaître le moindre détail des réactions chimiques et de les contrôler, de les orienter vers la formation du produit recherché, en évitant les formation de sous-produits. Et en cela, la catalyse est essentielle, à la fois pour rendre les processus plus durables et pour la décarbonation. Tous les discours sur la production d’hydrogène vert viennent de là. Pour réaliser l’électrolyse de l’eau, il existe des électrodes qui portent des catalyseurs métalliques. Chacun de ces processus sur lesquels on travaille actuellement implique l’utilisation de CO2 de l’atmosphère.
Et quel rôle les zéolithes synthétisées, l’une de ses plus grandes découvertes, jouent-elles dans ces processus ?
Les zéolithes sont des matériaux formés par des micropores de la taille de molécules, qui sont capables de sélectionner la molécule qui entrera dans le micropore par sa taille et sa forme. Ensuite, dans ces micropores, vous placez les centres actifs du catalyseur qui vous donneront comme produit final uniquement ce que vous voulez, sans obtenir d’autres sous-produits, qui sont généralement responsables de la contamination. Ce sont des tamis moléculaires, des matériaux capables d’absorber sélectivement le CO2 de l’atmosphère.
Avelino Corma donne un cours Luis Cerdeira / Office européen des brevets Omicrono
Plus tard, il faudra faire réagir ce CO2 avec l’hydrogène pour obtenir du méthanol, qui sera un vecteur énergétique fondamental dans les années à venir, ou de l’ammoniac, pour pouvoir stocker cet hydrogène. Tous ces processus sont catalytiques et il reste encore beaucoup à découvrir à cet égard.
Quelles ont été vos dernières avancées dans cette ligne de recherche ?
Nous avons récemment publié quelques articles dans Science à ce sujet. Dans l’un d’eux, nous montrons qu’en contrôlant la forme et la taille de ces pores par des intermédiaires de réaction, nous pouvons obtenir des catalyseurs hautement sélectifs, presque au niveau des enzymes. [proteínas complejas que producen un cambio químico específico]. Cela ouvre des possibilités pour des catalyseurs qui génèrent des processus encore plus durables et moins polluants.
Grâce à l’intelligence artificielle, nous pouvons désormais lire, stocker et corréler une immense quantité de données que nous ne serions pas en mesure de traiter autrement.
L’autre recherche est basée sur l’utilisation de l’intelligence artificielle pour concevoir de nouveaux matériaux. C’est un projet que nous menons en collaboration avec le MIT et il donne des résultats très intéressants, car nous obtenons de nouveaux matériaux à partir de toutes les informations qui existent dans la bibliographie grâce à l’IA. Grâce à lui, nous pouvons désormais lire, stocker et corréler une immense quantité de données que nous ne serions pas en mesure de traiter autrement. À partir de là, nous pouvons voir quels nouveaux matériaux nous pourrions concevoir en suivant ces corrélations.
Maintenant, nous parlons principalement d’IA génératives comme ChatGPT, mais quels avantages l’intelligence artificielle offre-t-elle dans la recherche scientifique ?
Je vous donne un exemple très simple. Il y a 20 ans, supposons, 100 ou 200 articles par an étaient publiés dans un domaine spécifique. Que vous avez su contrôler. Mais la science a décollé de façon exponentielle il y a quelques années, et ces 200 peuvent représenter 5 000 ou 10 000 articles aujourd’hui. C’est incontrôlable pour tout enquêteur.
Cependant, vous savez ce que vous recherchez, donc l’avantage des outils d’IA est qu’avec les instructions que vous leur donnez, ils sont capables de lire les articles, de sélectionner ceux qui vont plus dans le sens que vous souhaitez, et enfin, de commander et corréler tous les résultats obtenus. Nous avons également une capacité de calcul qui était impensable jusqu’à récemment. Toutes ces avancées ont été rassemblées et nous fournissent des outils qui nous aident beaucoup.
Qu’est-ce que ça fait dans un de ces moments d’eurêka, quand tu trouves une solution à un problème auquel tu penses depuis longtemps ?
C’est une immense satisfaction. Ce n’est pas difficile à expliquer, nous avons tous ressenti d’une manière ou d’une autre un moment de ce type. Ce que vous poursuivez depuis 2 ou 3 ans, pas seulement vous, mais tout votre groupe de recherche, et à la fin vous le trouvez et prouvez que vous avez raison… ça n’a pas de prix.
Son domaine se situe à mi-chemin entre les énergies fossiles et les énergies renouvelables…
Oui, car la clé est la durabilité. Maintenant, nous avons de nombreux projets de transformation de la biomasse. Les gens ne le savent pas, mais il y a 30 ans, nous publiions déjà nos travaux sur la transformation de la biomasse en composés chimiques. Il y a près de 20 ans, nous utilisions la pyrolyse catalytique pour retransformer la biomasse en produits chimiques, qui pourraient être utilisés comme essence, diesel ou kérosène. En effet, une usine de démonstration a été mise en place, à un moment où personne ne la demandait ni ne l’attendait. Maintenant, tout cela est relancé et nous avons de grands projets dans tout ce qui concerne les biocarburants.
Avelino Corma Luis Cerdeira / Office européen des brevets Omicrono
Pensez-vous que la durée de vie des véhicules à combustion peut être prolongée au-delà de 2035, l’objectif fixé par le gouvernement espagnol et l’Union européenne ?
Bien sûr. Soit à partir de la biomasse, soit à partir de la synthèse directe d’hydrocarbures à partir du CO2 atmosphérique par exemple, vous pourrez fabriquer des carburants de synthèse qui ne laisseront pratiquement pas d’empreinte hydrogène, à condition d’utiliser des énergies renouvelables bien sûr.
Nous pourrons fabriquer des carburants synthétiques qui ne laisseront pratiquement aucune empreinte d’hydrogène.
Le problème avec ces carburants est qu’il faut une grande quantité d’énergie pour les obtenir…
D’accord, tout cela fait partie du fait d’avoir suffisamment d’énergie renouvelable disponible à tout moment. Parce que la chimie n’a pas de problème, elle ne distingue pas d’où viennent les produits, si vous avez obtenu le méthanol à partir de C02 atmosphérique ou à partir de combustibles fossiles. Tout ce qui a été fait pour ces carburants est utilisable dans la nouvelle direction d’élimination des émissions de CO2.
Y aura-t-il de grandes usines de captage du CO2 ou vaut-il mieux se concentrer sur la réduction des émissions ?
Pour une décarbonation totale, il n’y aura pas d’autre choix que de combiner les deux. Si nous voulons fabriquer des produits chimiques qui contiennent du carbone et de l’hydrogène, qu’il s’agisse de polymères, de lubrifiants, d’agents de surface ou autre, les seules sources non fossiles de carbone dont nous disposons sont le CO2 atmosphérique et la biomasse, qui n’est rien de plus que le CO2 atmosphérique capté et transformé en autre chose.
Comment voyez-vous l’état actuel des énergies renouvelables ? Quelle technologie semble la plus prometteuse pour aider à la décarbonation ?
Je pense que ce sera la somme de tout. Nous devrons en utiliser autant que possible et j’espère qu’un jour la fusion nucléaire pourra être contrôlée, ce serait le coup de grâce. Ce que nous devons éviter, ce sont les cycles de production d’énergie. Pour l’instant, notre grand défi continue de stocker cette énergie. Nous pouvons placer de nombreuses éoliennes et panneaux solaires, mais avec cela, nous allons réaliser des pics et des creux de production d’énergie. Dans les vallées, on fait quoi ? Le gaz naturel est actuellement utilisé. Quand nous ne pouvons pas l’utiliser, que ferons-nous ? Nous devons être capables de stocker l’énergie que nous surproduisons dans les pics pour pouvoir l’utiliser plus tard pendant les creux.
Nous avons enquêté comme le font les guérilleros, avec peu de moyens mais avec des objectifs très clairs.
Dans plusieurs interviews, il s’est qualifié de « guérilla scientifique ». Vous sentez-vous plus à l’aise au laboratoire ou dans les bureaux ?
Je dis cela parce que nous avons toujours dû trouver nos moyens et souvent en dehors des voies les plus simples ou les plus directes, comme les canaux de financement public. Nous avons dû nous lancer pour les chercher plus loin, dans le secteur privé, à une époque où cela était mal vu ou il semblait que cela ne venait pas de purs scientifiques. Et cela sans jamais appartenir à des groupes de pression, qui tentent d’influencer et existent aussi dans la science. Toujours avec mon peuple, qui m’a fait confiance, nous avons marché là où nous pensions devoir aller, sans dépendre de personne. Nous l’avons fait comme le font les guérilleros, avec peu de moyens mais avec des objectifs très clairs.
Pour quelqu’un qui a vécu tant d’années dans la recherche, y a-t-il de quoi s’étonner ?
Et tellement. Je continue à m’émerveiller presque tous les jours. Quand certains doctorants, post-doctorants ou collègues viennent en disant « regardez ce qui est sorti », c’est une immense émotion. « Voyons immédiatement ce qui peut sortir d’ici ! »… et vous êtes de nouveau dedans.
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