La Fondation du Collège de France vous propose ce mois-ci d’aller à la rencontre d’Adèle Peugeot, jeune chercheuse en chimie au sein du laboratoire du Pr Marc Fontecave, chaire de Chimie des processus biologiques.

Quel parcours vous a mené jusqu’à la recherche ? 

À l’issue de ma classe préparatoire, j’ai intégré l’Ecole normale supérieure en chimie et je me suis intéressée au domaine des énergies. Ce domaine d’avenir soulève de nombreux défis qui ont tout de suite nourri ma curiosité et mon intérêt. Je me suis spécialisée en chimie des matériaux pour étudier la conception de matériaux dédiés à la production et au stockage d’énergies renouvelables selon une approche biomimétique qui consiste à étudier la nature sous toutes ses formes pour en tirer des développements technologiques. La nature est une source d’inspiration incroyable pour concevoir des matériaux recyclables, durables et à moindre coût. Imaginer les matériaux de demain est passionnant car il faut prendre en compte les notions de cycle de vie et de recyclage, associées aux contraintes environnementales actuelles et futures.

Après mon master à l’ENS, je me suis tournée vers la recherche en débutant une thèse au Collège de France dans le laboratoire du Pr Marc Fontecave (chaire de Chimie des processus biologiques). La recherche me passionne car j’aime relever des défis et l’idée de devoir trouver des solutions à des problèmes irrésolus et à fort enjeu sociétal. Evoluer dans le domaine de la recherche me permet également de continuer à apprendre constamment, tout en ayant un projet concret avec des objectifs bien définis au sein de mon équipe.

Quels sont aujourd’hui les enjeux de votre laboratoire ? Sur quoi portent vos travaux ?

J’ai découvert les travaux du Pr Fontecave lors de mes recherches sur le biomimétisme. Avec son équipe, il venait de mettre en place le premier modèle de photosynthèse artificielle. Concrètement, cela se présente sous la forme d’un petit boîtier d’électrolyse, alimenté en courant par des mini-panneaux solaires, dans lequel on fait passer directement du dioxyde de carbone (CO2) et qui produit en sortie du gaz, principalement de l’éthylène.

Avec cette cellule de photosynthèse artificielle, nous cherchons à produire des hydrocarbures, c’est-à-dire des molécules que nous pourrions utiliser dans l’industrie chimique ou le secteur des transports. Ces molécules permettraient d’une part de recycler le CO2, mais également de stocker l’énergie solaire sous forme chimique. Elles pourraient donc constituer une source d’énergie respectueuse de l’environnement, et serviraient par exemple à remplacer le pétrole…

Cependant, si nous nous limitons à imiter le processus de photosynthèse, les rendements seraient trop faibles. La chaîne des réactions chimiques sous-jacentes est complexe et le rendement de la conversion de l’énergie solaire en matière organique est faible pour la plupart des plantes. De plus, les systèmes des plantes sont trop fragiles et pas assez robustes pour en faire des systèmes industrialisés. Notre démarche part donc de la photosynthèse mais nous aspirons désormais à l’adapter pour développer des procédés à grande échelle.

C’est ici que  la chimie des matériaux intervient : pour le moment, nous utilisons des matériaux rares et onéreux, comme  le platine  et l’iridium. L’enjeu de nos recherches consiste donc à trouver des alternatives moins coûteuses, durables et robustes pour pouvoir développer cette cellule à l’échelle industrielle. Ce projet de recherche est d’ailleurs en partie financé grâce à l’entreprise Total. Ce partenariat est très intéressant car il me permet de mieux cerner et de prendre compte ces différentes contraintes industrielles.

Comment s’organise votre laboratoire ?

Notre laboratoire est composé de doctorants, post-doctorants et de chercheurs permanents. Chacun a un projet bien défini qui lui est propre mais nos recherches ont pour objectif commun de faire fonctionner le projet global. Au sein du laboratoire, nous communiquons beaucoup et encourageons l’entraide ; une fois par semaine quelqu’un présente l’avancée de ses travaux au reste de l’équipe.

Nos savoirs sont complémentaires : si certains sont davantage orientés biologie, d’autres travaillent sur la chimie des matériaux. Cette dernière équipe se divise en deux groupes, à l’image du fonctionnement de la cellule : l’un s’intéresse à la transformation du CO2, l’autre à celle de l’eau qui est utilisée de manière simultanée pour créer de l’énergie. Mes recherches portent sur la transformation de l’eau et visent à répondre à cette problématique : dans cette opération, comment faire pour utiliser et transformer l’eau de manière efficace et durable ?

Comment vivez-vous cette expérience de doctorat au sein du Collège de France ?

Le Collège de France est un cadre exceptionnel pour la recherche ! Il me permet d’évoluer dans un milieu international, ce qui est à mon sens très épanouissant d’un point de vue personnel et très stimulant d’un point de vue scientifique. De plus, la vie scientifique y est très active. Nous pouvons nous rendre à de nombreuses conférences sur des sujets extrêmement variés. Cela nous permet de placer nos recherches dans un contexte plus large.

J’ai notamment pu assister au colloque de rentrée 2019 dont le thème était « Recherche et innovation : quel avenir ? ». Traitant des liens entre ces deux notions, professeurs du Collège de France et intervenants extérieurs issus du monde de la recherche ou de l’entreprise confrontaient divers points de vue et expériences tant issus de la biologie, de la chimie ou de la physique que des sciences humaines et sociales. Je compte également suivre les cours du Pr Aghion, chaire Économie des institutions, de l’innovation et de la croissance.

Pour encourager ce dynamisme de la vie scientifique au Collège de France, je suis vice-présidente de l’association des ChADoC qui rassemble les chercheurs issus des différents départements du Collège de France à l’occasion de divers événements.

Comment envisagez-vous l’avenir ? Aimeriez-vous poursuivre votre carrière dans le domaine de la recherche ?

Je n’ai pas encore pris de décision définitive mais je souhaite rester dans le domaine de l’énergie. Je pense éventuellement m’orienter vers une entreprise qui, à partir de recherches fondamentales en laboratoire, développe des technologies à l’échelle industrielle, ce qui est l’objectif aujourd’hui de nos travaux sur le recyclage du CO2.

Propos recueillis par Lucie Batier Le Goff