Bonsoir à tous. Je voudrais tout d'abord remercier les organisateurs de cette soirée et c'est avec
beaucoup de plaisir que je vais partager ces moments scientifiques. Parler dans cet auditorium,
c'est quasiment une incitation à partager les propos de Marie Curie et dont je reprendrai sa
citation, à savoir qu'il est souvent beaucoup plus intéressant de s'intéresser aux idées de recherche
plutôt qu'aux personnes qui les portent. C'est pourquoi ma présentation sera très courte.
Je suis professeure de chimie organique à l'université de Montpellier II, actuellement
en délégation CNRS. J'appartiens à cette section assez merveilleuse dans sa conception et son
titre du CNRS, c'est-à-dire la chimie du vivant pour le vivant et par le vivant. Actuellement,
je dirige laboratoire chiméco, donc ce tacronyme signifie chimie bioinspirée et innovation
écologique. Donc ce thème est bien le fil conducteur de mes recherches, à savoir que mon objectif
principal est d'essayer d'innover en rassemblant deux champs disciplinaires qu'on a classiquement
l'habitude d'opposer, l'écologie et la chimie. Donc je vais essayer de vous montrer ce soir
que cette combinaison entre ces deux domaines est en train de faire naître un nouveau domaine
scientifique qu'on appelle l'éco-catalyse, c'est ce que je vais vous présenter, qui est lui aussi
le point de départ d'une nouvelle filière verte qui réunit la chimie et l'écologie. Le point
de départ de cette filière verte s'appuie sur la connaissance d'une biodiversité mondiale assez
extraordinaire, assez concentrée sur la zone équatoriale et qui se répand vers les tropiques,
où il y a des zones de densité rouge, violettes, donc assez intense, qui traduisent donc une biodiversité très riche sur ces endroits.
Quand on y réfléchit un petit peu, bien cette biodiversité exceptionnelle peut s'expliquer en
termes de facteurs climatiques particuliers, mais aussi en termes de compositions géochimiques du
sol, donc qui sont donc très clairement à l'origine, donc d'espèces végétales, animales,
assez abondantes, mais également extrêmement précieuses et rares. Alors ces conditions géochimiques ne sont pas
seulement à l'origine d'une biodiversité exceptionnelle, mais également évidemment à l'origine, bien
d'exploitations minières intenses, qui occasionnent des impacts entropiques majeurs. Donc vous voyez par
exemple sur l'image qui est en haut à gauche, le schéma du fonctionnement d'une exploitation
minière ultramoderne donc au sud de la Nouvelle-Calédonie, qui utilise le procédé d'hydro-métallurgie,
qui est à l'origine d'impact majeur sur la biodiversité calédonienne, pourtant qualifiée de
points chauds mondiales de la biodiversité. Images suivants, une exploitation minière en Chine qui est
beaucoup plus archaïque, mais qui pourtant fonctionne donc avec beaucoup d'intensité. Le cliché suivant,
c'est une ancienne mine du gare, une des dernières mines de zinc françaises qui a été formée en 1992,
et les opérateurs miniers sont partis en laissant en l'état donc cette exploitation minière. Et puis
en dessous, en bas à gauche, une exploitation de manganese au Gabon, deuxième exploitation mondiale
de ce métal qui est exploité par le gros Français Ramette. Enfin, un scénario tout à fait similaire,
en bas à droite, c'est une résière qui est à proximité d'une ancienne
exploitation de métaux lourds, qui a complètement contaminé le riz source alimentaire majeur,
donc pour le Vietnam, mais on trouve exactement le même scénario en Chine avec une menace,
donc des ressources alimentaires. Point commun, impact environnement majeur,
avec relativement peu de solutions pour essayer de remédier à cette pollution.
Si on regarde en quelques chiffres, ce qui a occasionné ces activités minières,
donc les chiffres portent à réflexion, vous voyez ici par exemple le plomb,
donc sur 50 ans qui a été accumulé à plus de 700 000 tonnes dans l'environnement. Alors c'est
un problème puisque le plomb est à l'origine de problèmes de cet urnis maveré, or comme l'ensemble
des métaux lourds, ils ne sont absolument pas bio dégradables, c'est-à-dire que l'accumulation
de ces métaux est définitive dans l'environnement. Le zinc, plus d'un million de tonnes donc accumulé
en 50 ans, est le cuivre quasiment un million de tonnes et le cuivre est extrêmement toxique pour
toute la flore et la faune aquatique. On peut pas croire que ces chiffres à l'échelle mondiale donc
concernent des pays éloignés comme la Chine, ils sont également un problème pour la France,
donc je vous ai montré un petit exemple donc à droite, en bas à droite, bien de relever que nous
avons fait sur le site dit de Saint-Laurent-de-Mignée qui est à 50 km de Montpellier, au bord des
Sévennes, où vous voyez en marron, les normes maximales tolérées par l'Europe en zingues,
en canyons et en plomb et en rouge, les valeurs que nous avons mesurées. Nous sommes 500 à 800 fois
supérieures à ce qui est acceptable par les normes européennes en ces métaux lourds. Donc pas
étonnant que des cas de cet urnis me étaient donc détectés dans les habitations voisines,
le hameau qui habite à côté de cet ancien site minier de Saint-Laurent-de-Mignée. Donc
scénario relativement proche en Nouvelle-Calédonie, alors là on parle pas de pollution puisque le
sol est naturellement riche en métaux, en particulier en nickel, donc c'est un tiers des
ressources mondiales en nickel. En revanche, les exploitations intenses sont donc à l'origine
d'une forte dégradation de cette biodiversité donc tant mise en valeur en 2010. Donc c'est 88%
d'endémisme sur ce territoire calédonien, avec par exemple sur cette photo l'amborella,
donc un arbre très connu puisque c'est l'ancêtre de toutes les plantes à fleurs. Et bien donc
cette plante endémique est largement menacée par les activités minières, l'exploitation
d'une nickel qui est non seulement l'occasion d'une accumulation de déchets dont on ne sait que
faire, mais également une destruction massive de la biodiversité. C'est également le point chaud de la
dégradation de ces écosystèmes si précieux. Donc face à ce scénario donc assez compliqué,
eh bien il n'existe pas beaucoup de solutions donc efficaces. On a procédé à des phases
d'excavation, de déplacement de la pollution ou donc d'enfouissement de ces déchets contaminés.
Solutions évidemment peu satisfaisantes et mal acceptées par les populations voisines,
vous l'imaginez facilement. Pourtant la nature a développé des stratégies d'adaptation qui sont
assez remarquables qu'on appelle phytoextraction. Lors de quoi s'agit-il? Et bien il s'agit de plantes
qui sont capables de tolérer des concentrations très élevées d'éléments métalliques dans le
sol. Elles ont fini par s'adapter. Non seulement elles tolèrent donc des concentrations très élevées
en éléments métalliques mais elles font mieux encore, elles sont capables d'extraire du sol,
les éléments métalliques, de les transporter puis finalement de les stocker donc sous forme de
complexes à l'intérieur des cellules végétales donc dans les feuilles. Donc ce scénario est assez
extraordinaire et pourtant il n'a pas eu beaucoup de développement, pourquoi? Parce que ces plantes
ne sont pas pérennes et donc quand elles meurent eh bien les feuilles retombent sur le sol et donc
finalement réintroduisent cette pollution sur le sol. Le scénario est même encore pire puisque
l'introduction de métaux sous forme soluble qui sont facilement lessivées lors des pluies ou des orages
donc sur ces sols. Donc malheureusement donc cette stratégie assez merveilleuse de la nature donc a
été relativement peu développée pour contribuer la réhabilitation de ces sites pollués et dégradés.
Nous sommes intéressés donc de près à ces phénomènes d'adaptation naturelles en essayant de mieux
les comprendre. En particulier vous voyez ici donc un sol de Saint-Laurent-de-Mignée complètement
phytotoxique, concentration tellement élevée en métallures qu'une plante normale est incapable
de s'y développer. C'est un problème majeur en termes environnemental puisque sans couverture
végétale eh bien les particules métalliques sont emportées dès qu'il y a un coup de vent,
Mistral par exemple qui souffle fort sur ces régions et qui entraîne donc des particules
métalliques vers les habitations voisines. C'est la principale cause d'intoxication donc des
enfants qui vivent à proximité. En essayant de comprendre eh bien la vie physiologique des
plantes qui ont réussi à développer ces stratégies d'adaptation, essayant de comprendre
également la vie des micro-organismes associés donc à ces plantes, eh bien nous avons été
capables de lever le verrou de la phytoextraction à grande échelle et finalement après quatre ans
à réintroduire eh bien pour la première fois ces espèces végétales sur ce site pollué et on
voit donc lors donc d'un cliché pris au printemps dernier un développement naturel, spontané et
durable de ces plantes donc sur ces parcelles contaminées. Mémétu dans Nouvelle-Calédonie où
je vous ai expliqué un petit peu le scénario de dégradation des écosystèmes du territoire. Alors
ceci donc est en plein développement donc au laboratoire en introduisant des espèces pionnières
et locales qui sont soit des hyperaccumulateurs de nickel, soit des hyperaccumulateurs de manganese.
Pour les calédoniens ce sont des plantes ornementales, pour nous ce sont des espèces
pionnières capables de résister à des sols très dégradés et d'acculumuler les aimants
métalliques présents dans le sol. Donc ces travaux à grande échelle, 6 hectares aujourd'hui,
se font collaboration avec les opérateurs miniers présents sur le territoire, en particulier la
société le nickel filiale du gros péramètre. Ainsi nous avons donc réhabilité donc des sites
sur la province, donc la province sud du territoire à Tio, Kauawa la semaine dernière mais également
la province nord donc sur le nouveau site de Tibagi. Donc la phase de réussie de réhabilitation de
ces sites nous permet aujourd'hui de rentrer en collaboration avec l'ensemble des opérateurs
miniers du territoire calédonien pour développer ces scénarios, ces expériences de phytoextraction
sur l'ensemble des surfaces dégradées. C'est un travail énorme, de longue haleine, il est bien
évident que si on ne réfléchit pas donc à une valeur économique, nos efforts de phytoextraction,
on sera incapable de les mener jusqu'à leur terme. Il est donc évidemment très important
d'être capable de répondre à cette question fondamentale. Comment peut-on valoriser cette
biomasse qui est extrait sans arrêt les aimants métalliques du sol considérés comme contaminés
par les écologues? Comment lui conférer donc une valeur, une dimension économique? C'est là que
l'interface entre l'écologie et la chimie peut être fructueuse. Et bien en tant que chimiste,
il n'y est pas vu forcément une biomasse contaminée mais au contraire un réservoir extrêmement
précieux en élément métallique qui sont clairement menacés de disparition donc au niveau
européen. C'est un épuisement très rapide des ressources minérales qui se produit et qui gêne
considérablement l'industrie chimique qui en a tant besoin. C'est ainsi le point de départ de
cette filière verte que je vous ai présentée et donc que nous développons actuellement à savoir
faire des efforts de phytoextraction à grande échelle de ces sols dégradés par les opérations
minières ou des systèmes aquatiques eux-mêmes polluées par ces activités minières à l'aide
de plantes adaptées. La récolte, excusez-moi, donc la récolte de ces feuilles chargées en
éléments métalliques nous a permis et bien à travers un nouveau procédé profité par le CNRS de
transformer ces feuilles en nouveaux catalyseurs pour la chimie, c'est-à-dire en nouvelles entités
moléculaires qui vont être des facilitateurs de réaction et qui vont nous permettre et bien de
synthétiser des biomolécules tels que par exemple des médicaments grâce à ces éléments
métalliques dérivés des feuilles qui les concentrent. Voilà toute l'idée de la filière qui montre
finalement que la combinaison entre l'écologie est une chimie donc bioinspirée donc peut être
profitable et peut apporter les fonds financiers nécessaires pour mener jusqu'à leur terme les
efforts de réhabilitation des sites miniers pollués. Alors ces efforts de phytoextraction à
grande échelle au-delà de la Nouvelle-Calédonie dans différents pays du monde entier, on peut en
reparler donc tout à l'heure, nous a permis de développer des plantes capables d'accumuler du
zingre, du nickel, du cuivre, du manganese, du palladium donc une biodiversité à notre
disposition nous a permis d'innover complètement chimie et de mettre cette biodiversité au profit,
au service d'une chimiodiversité extrêmement riche et de préparer toute une gamme de catalyseurs
biosourcés qui permettent et bien d'innover complètement chimie. Ces catalyseurs sont appelés
des éco-catalyseurs pour rappeler l'empreinte et l'origine écologique dont ils sont issus. Il s'agit
ainsi par exemple aujourd'hui de catalyseurs au rhodium, un métal rare extrêmement précieux
qui est stratégique pour l'industrie chimique européenne, nickel, platine qui vaut deux fois le
prix de l'or, manganese, cuivre, palladium, on en reparlera tout à l'heure, un aimant stratégique
également, zingre donc cobalt et calcium. Quelques exemples pour vous montrer un petit peu comment
fonctionne la transformation d'une plante qui est constante des éléments métalliques en un
catalyseur pour la chimie. Vous voyez donc des plantes hyperacuméatrices par exemple de zingre,
vous en voyez ici présente sur le site de Saint-Rôles-Mignet. Donc la récolte des vieilles
feuilles après un traitement thermique approprié nous permet d'obtenir une poudre métallique qui
est activée et qui devient ce fameux éco-catalyseur. Donc pour ne pas rentrer en compétition avec
l'industrie métallurgique, nous n'avons pas cherché à obtenir une composition métallique pure,
mais au contraire, à profiter de ce que la nature met à notre disposition, c'est-à-dire un métal
phyto-extrait par ses plantes spécialisées dans la phyto-extraction, en association avec tous les
métaux d'origine physiologique que toute plante naturellement. Alors c'est un défi donc de chimie
puisqu'on a un cocktail métallique qu'il faut être capable de maîtriser et de rendre actif en
synthèse. Un gros travail qui passe par une étude bien sûr très fine de la composition de ces
catalyseurs, un effort pour comprendre l'agencement, l'arrangement de ces éléments métalliques dans
le catalyseur, comprendre leur structure, l'architecture moléculaire de ces catalyseurs,
réfléchir par des études théoriques et physico-chimiques à l'affinité que ces catalyseurs vont
avoir pour les molécules qu'on souhaite transformer et puis anticiper à l'avance l'activité qu'ils
vont avoir dans des réactions chimiques d'enterrer pour le milieu économique. Un exemple, après
donc des réflexions théoriques et fondamentales du domaine, nous avons été capables d'imaginer
donc un chemin réactionnel très particulier qui pouvait bénéficier de ces nouveaux catalyseurs
polymétalliques. Alors je ne décrirai pas les aspects chimiques mais en revanche l'intérêt de la
molécule finie. Donc cette molécule est ce qu'on appelle le monastrol, vous avez peut-être entendu
parler de cette molécule, c'est ce qu'on appelle un antimithotique, c'est-à-dire une molécule qui va
bloquer la mythose, à savoir bloquer la migration des chromosomes lors donc de la formation de cellules
fies à partir d'une cellule mère, c'est-à-dire en gros bloquer donc la multiplication cellulaire.
C'est très bien que le problème des cellules cancéreuses et bien c'est leur multiplication
incontrôlée, on voit alors tout l'intérêt d'être capable de préparer une molécule qui elle bloque
donc cette multiplication cellulaire. Le problème de l'activité, de la mise sur le marché cette
molécule, c'est la difficulté de sa production. Si on utilise un catalyseur conventionnel qui vient
de la métallurgie, cette molécule est extrêmement difficile à préparer donc 11% de rendement,
c'est-à-dire quelque chose qui est parfaitement inexploitable d'un point de vue économique.
Eh bien quand on utilise nos éconicels, c'est-à-dire nos catalyseurs qui dérivent de plantes qui viennent
de nouvelles calédonis, on est capable de préparer cette antimithotique à hauteur de 72%.
D'un point de vue théorique, ces bons résultats peuvent s'expliquer et donc ça a été un
encouragement à poursuivre dans cette voie, essayer de détecter tout l'intérêt, toute la
performance de ces nouveaux catalyseurs biosourcés. Donc je ne multiplirai pas les exemples,
je donnerai simplement quelques-uns qui montrent un petit peu l'esprit de notre démarche. Donc ici,
le programme que nous développons avec des écologues chinois, leur souci était très précis, c'est-à-dire
des cultures de maïs étaient développées sur des sols contaminés par des métallours et étaient
impropres à la consommation. L'idée a été de faire des cultures mixtes, que vous deveniez peut-être
ici, au milieu des champs de maïs, donc de faire développer la culture de plantes capables d'accumuler
les métallours, que vous voyez ici en photo. Donc le maïs a effectivement donc eu un taux plus réduit
donc en métallours, les plantes spécialisées dans l'accumulation s'appropriant les métallours de
façon préférentielle. Donc si le maïs était consommable, en revanche, le problème était de
savoir quoi faire des plantes qui accumulaient les métallours. Donc l'idée qui a été développée
et mise en place a été de transformer ces plantes chargées en métallours là à nouveau en catalyseurs
de chimie avec deux applications complètement différentes et complémentaires. Premières
applications, utiliser ces catalyseurs pour détruire des pesticides chlorés qui sont amondants
dans l'environnement et qui sont un véritable fléau à l'heure actuelle, ce sont les polluants
organiques. Ceci a été possible par la photo-catalyse, c'est-à-dire l'assistance de la lumière solaire
qui va permettre donc grâce aux catalyseurs la dégradation, la neutralisation de ces pesticides.
Neutraliser les pesticides dans l'environnement a quelque chose d'intéressant, mais si on veut donc être
complètement cohérent, il faut être également capable de proposer de nouveaux pesticides,
nouveaux insecticides, donc qui ne sont pas toxiques pour l'environnement. Ça a été la
deuxième application avec ces catalyseurs, réfléchir à la synthèse de molécules présentes dans la
nature qui sont connues pour des propriétés insecticides très pointues, très spécifiques,
et qui sont dépourvues des cotoxicités. A l'aide de données de la littérature, nous avons détecté
la présence de molécules naturelles présentes dans des plantes qui avaient ces propriétés.
Alors malheureusement, elles ne sont pas assez abondantes pour être utilisées à des fins
industrielles. Elles sont capables de les synthétiser, ce sont ces molécules qui s'appellent des
chromaines. Bien grâce aux catalyseurs dérivés des plantes chinoises, nous avons été capables
de proposer la première synthèse économiquement viable de ces chromaines qui sont capables de
bloquer, par exemple la multiplication des termites, un stade très jeune de leur production,
donc sans toxicité environnementale. L'ensemble de cette démarche nous a permis de
revisiter tout le domaine de la chimie organique, un très grand nombre de mécanismes réactionnels.
Ceci a été l'objet du dépôt de 16 brevets pris par le CNRS, 17 depuis tout à l'heure,
donc qui ont conduit à nombreuses applications, un effort important mais nécessaire pour transférer
l'ensemble de ces résultats vers le milieu industriel. L'autre enjeu de ce travail n'est pas
simplement un enjeu environnemental, c'est vraiment un enjeu stratégique pour l'industrie chimique.
Je vais l'illustrer à travers un exemple très concret, c'est-à-dire c'est celui du paladium.
Savoir que le paladium est très important pour la production d'un certain nombre de
molécules, en particulier des médicaments, l'industrie pharmaceutique l'utilise abondamment.
Le problème est l'accès au paladium, il est extrêmement coûteux, donc le coût du paladium
augmente sans arrêt, c'est très facile à comprendre. En fait, seuls deux pays possèdent
du paladium dans le sol et sont capables de le produire et d'alimenter l'industrie chimique,
il s'agit de l'Afrique du Sud et de la Russie. Donc l'Afrique du Sud est soumise à des grèves
très durs qui bloquent l'extraction du minerai depuis un moment. L'autre pays, la Russie,
donc vous connaissez le conflit ukrainien qui nous engage tous et qui menace l'industrie
chimique européenne d'eau pénurie en alimentation du paladium. Donc il est évident que l'Europe
n'ayant pas de ressources de paladium dans son sol est condamnée à l'innovation au niveau du
recyclage et c'est trop est des solutions pour pallier à cette crise en apprévisionnement du
paladium. Nous inscrivons vraiment dans cette démarche à travers le système suivant à savoir
essayer de récupérer des effluents de l'industrie chimique qui utilisent le paladium et donc le
paladium se retrouve dans l'eau et donc avant d'être retraité, nous essayons donc de récupérer
ces effluents pour donc les faire les retraiter par des plantes adaptées, des plantes qui sont
capables par le système racinaire d'extraire le paladium dans l'eau, de le concentrer. Donc le
procédé qui a été développé a montré aussi qu'il était possible de transformer ces plantes
chargées en paladium en nouveaux catalyseurs qui pouvaient être à leur tour utilisés dans cette
même réaction chimique. La récupération de ces effluents est à nouveau recyclée à travers les
plantes, c'est donc une économie de type circulaire qui permet finalement de se réapprovisionner en
paladium et donc c'est une première réponse à l'épuisement de l'alimentation en paladium.
Plus concrètement, vous voyez un petit peu des chercheurs du laboratoire qui manipulent ces
plantes qui sont chargées en paladium et la belle histoire montre que les catalyseurs produisent à
partir de ces plantes est beaucoup plus actif que le paladium qui dérive de la métellurgie. Donc là
encore des explications assez fondamentales peuvent rendre compte de cette suractivité,
vous voyez sur cette imagerie ces petits points blancs qui sont des cendres de paladium actifs
dispersés sur la matrice minérale qui dérive de la plante qui nous permettent de développer deux
réactions qui sont connues puisque ce sont les réactions de Weck et Suzuki, deux chimistes américains
japonais qu'en suit le prix Nobel en 2010 qui sont devenus des fondamentaux dans l'industrie donc
pharmaceutique et bien grâce aux catalyseurs dérivés de ces plantes on utilise mille à
cent fois moins de paladium que les systèmes conventionnels. Il y a donc un enjeu réel à
développer donc cette catalyse complètement biosourcée. Alors si je faisais un petit peu le
panorama bien de toutes les applications qui ont pu être obtenues à l'aide de ces éco-catalyseurs
et on pourra en parler tout à l'heure si vous voulez dans la discussion, on a été capable de
préparer un grand nombre de médicaments à Bacou pour rentrer dans le domaine des génériques donc
des biopesticides je vous en ai montré un petit exemple tout à l'heure celui des Chromènes de
nombreux intermédiaires clés pour l'industrie chimique grâce à ces systèmes catalytiques et puis le
gros débouché actuel c'est d'être capable de préparer des produits cosmétiques mais dont
les procédés ont été complètement revisités et grâce à ces catalyseurs et bien ils s'inscrivent
totalement dans les règles européennes et permettent de conférer au produit fini le label bio ou le
label naturel. C'est donc un secteur qui est en plein développement à l'heure actuelle au
laboratoire et qui se fait en collaboration avec deux grands groupes industriels du domaine il s'agit
de Chimex donc le groupe donc un groupe qui travaille pour le réel et son concurrent direct
d'ailleurs Takazago donc le cinquième dans le domaine des cosmétiques donc au niveau mondial donc
la belle histoire est finalement bien que le domaine des cosmétiques a montré un intérêt pour ces
éco-catalyseurs, grâce aussi aux efforts des opérateurs miniers qui nous apportent un support
financier logistique pour développer la phytoextraction à grande échelle à savoir produire suffisamment
de biomasse pour alimenter les besoins de la chimie. Alors ce travail est bien sûr également
supporté par des structures étatiques telles que le CNRS. Je vous ai donc exposé le nombre de brevets
qui a été déposé donc ce qui est un effort financier donc important, l'INR, l'Europe donc la
région langue de croussion, l'ADEM, le ministère également des affaires étrangères puisque ce
programme est développé aujourd'hui à l'international et puis finalement et bien l'investisseur
Trophyl Capital qui a choisi de créer la jeune entreprise innovante stratose pour développer au
niveau industriel l'ensemble de la filière à savoir de la plante jusqu'à la molécule finie.
Alors contrairement à ce qui a été dit tout à l'heure je pense que la recherche est un travail
collectif et pas forcément personnel et donc celui-ci est possible grâce donc à l'ensemble du
laboratoire. Vous envoyez donc une petite photo ici dans les locaux actuels où l'équipe CNRS
travaille dans les locaux de son partenaire industriel donc c'est une expérience assez
intéressante puisque c'est un mélange de différentes communautés de chimistes et d'écologues qui
travaillent ensemble mais également de chercheurs du CNRS et puis des employés de la jeune
entreprise stratose qui travaillent ensemble pour essayer de développer au plus vite les
activités de cette entreprise dans le domaine de la chimie verte. Merci.
