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René Pradez
Peintre de Puteaux
7 octobre 2005 5 07 /10 /octobre /2005 23:00

 

 

La chimie de la catalyse couronnée par le Nobel

Le français Yves Chauvin, prix Nobel de chimie 2005. | Reuters/STRINGER/FRANCE.

Le  français Yves Chauvin, prix Nobel de chimie 2005

 

 
Les félicitations de Jacques Chirac

Jacques Chirac a adressé, mercredi 5 octobre, ses "plus chaleureuses félicitations" au Prix Nobel de chimie Yves Chauvin. "Vos travaux fondamentaux ont eu de multiples applications, dans le domaine du médicament, des matières plastiques ou des biocarburants" , note le chef de l'Etat dans une lettre au lauréat. M. Chirac souligne que cette récompense "vient encourager l'ambition de notre pays dans le domaine des sciences fondamentales. Une ambition qui est au coeur de l'action des pouvoirs publics pour le rayonnement intellectuel de la France et la préparation de l'avenir" . Dominique de Villepin a lui aussi félicité M. Chauvin, estimant que "les implications -de ses travaux- sont majeures, tant en recherche fondamentale qu'en matière d'applications dans les domaines de l'industrie et de la santé". Cette distinction intervient "à un moment où le gouvernement lance un important plan stratégique d'action en faveur de la recherche et de l'innovation, pour renforcer la compétitivité de nos laboratoires et l'attractivité des carrières scientifiques pour les jeunes", a précisé le premier ministre.


De quoi s'agit-il ? D'un type de réactions chimiques découvertes voici un demi-siècle et dans lesquelles deux composés échangent une partie de leur structure pour former deux nouvelles molécules.

Rien de bouleversant pour le profane. Mais ce processus est à l'origine de nombreux procédés industriels permettant la synthèse de nouvelles molécules, de manière à la fois économique et écologique. La métathèse permet notamment d'éviter l'utilisation de solvants toxiques dans la fabrication de certaines molécules et de limiter, dans d'autres cas, l'émission de gaz à effet de serre.

"Cela aura à l'avenir un impact énorme dans le secteur de la "chimie verte"" , pronostique Jean-Marie Basset, directeur du laboratoire de chimie organométallique de surface (CNRS et CPE-Lyon). Ainsi, poursuit-il, ce type de chimie sera "crucial pour la transformation de composés végétaux ­ – colza, maïs, etc. ­– en matériaux chimiques" . Désormais, on pourra, par exemple, avec cette chimie propre, fabriquer des plastiques à partir de ces matières premières agricoles et éviter ainsi le recours à des composés issus 

                                                                                 des hydrocarbures.

UN MÉCANISME MYSTÉRIEUX

La première observation d'une métathèse des oléfines (une catégorie d'hydrocarbures) a été faite en 1956 par un pétrochimiste américain de DuPont, Herbert Eleuterio. Cette réaction chimique fait alors l'objet de nombreux travaux de développement industriels. Plusieurs brevets sont même déposés, dans les années 1960, par des industriels du pétrole. "La métathèse des oléfines était fascinante parce qu'on n'en comprenait absolument pas le mécanisme , ajoute M. Basset. Elle fonctionnait au niveau industriel mais demeurait complètement mystérieuse."

Brossé à gros traits, ce processus implique qu'une double liaison carbone-carbone se rompe avant de se reformer. Cela, aucun mécanisme chimique connu ne peut alors l'expliquer. Le brouillard est complet. La communauté scientifique se lance dans une course de vitesse : pour améliorer les réactions de métathèse, mais aussi pour trouver à celle-ci d'autres applications, il faut en découvrir les ressorts.

En 1971, Yves Chauvin, chercheur à l'Institut français du pétrole (IFP), effectue avec un de ses étudiants, Jean-Louis Hérisson, une expérience "décisive" , raconte Jean-Marie Basset : "Elle lui permet de comprendre que, contrairement aux apparences, la métathèse des oléfines n'est pas symétrique . Yves Chauvin observe alors qu'à un moment donné de la réaction les oléfines ne réagissent pas directement l'une avec l'autre, mais par l'intermédiaire d'un autre acteur que l'on appelle un métallo-carbène." C'est un composé dans lequel un atome de carbone est attaché, par une liaison double, à un atome métallique.

A l'époque, l'hypothèse formulée par M. Chauvin est très audacieuse, même si elle s'inspire de travaux menés quelques années plus tôt par Ernst-Otto Fischer (Prix Nobel de chimie en 1973). "Elle a mis du temps à être reconnue" , dit aujourd'hui, laconiquement, Yves Chauvin. Ce n'est que cinq ans plus tard que Robert Grubbs, chercheur au California Institute of Technology (Caltech), reprend et accepte l'hypothèse du chercheur français.

IRRIGATION "EXPLOSIVE"

De son côté, Richard Schrock, alors chercheur chez DuPont et aujourd'hui au Massachusetts Institute of Technology (MIT), met au point en 1974 le premier métallo-carbène. Ce dernier, s'il n'est pas directement utilisable dans la catalyse des réactions de métathèse, servira de fondement à tous les développements ultérieurs dans ce domaine.

M. Schrock est le premier, dans les années 1980, à synthétiser un tel métallo-carbène. Cet effort sera poursuivi par Robert Grubbs, qui met au point, quelque dix ans plus tard, une famille de catalyseurs qui, selon l'expression de M. Basset, va irriguer de façon "explosive" de nombreux secteurs de la chimie, sortant ainsi la métathèse de son premier champ d'application, celui des hydrocarbures.

L'importance de ce procédé est saluée depuis longtemps par toute la communauté scientifique. "Dans les années 1990, les chimistes qui travaillaient sur le raffinage disaient déjà qu'Yves Chauvin aurait dû recevoir le Nobel pour sa découverte sur la métathèse" , ajoute Jacqueline Lecourtier, directeur scientifique de l'IFP. Une telle distinction aurait d'ailleurs pu lui être décernée "il y a dix ans" , insiste Mme Lecourtier.

Quant aux deux autres lauréats, ils étaient également très attendus. "Le trio est parfaitement justifié" , résume M. Basset. Mais d'autres pionniers de ce secteur ne doivent cependant pas être oubliés. C'est notamment le cas de Thomas Katz, professeur de chimie à l'université Columbia, qui, au milieu des années 1970, a publié une étude importante sur la cinétique des réactions de métathèse. Alors que M. Katz a largement contribué à défricher ce domaine de recherche, il a cessé, vers la fin des années 1980, tout travail sur la catalyse de ce type de réactions chimiques. S'il avait poursuivi dans cette voie, peut-être aurait-il été aujourd'hui distingué par l'Académie royale de Suède. Encore qu'il n'y ait jamais, pour le Nobel, de quatrième lauréat.

Stéphane Foucart et Monde du  07.10.05

 

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Published by puteauxhorizon2008 - dans Sciences & Découvertes
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