Félicitations à Lydéric Bocquet, lauréat 2022 du Grand prix Arkema-Académie des sciences

Pouvez-vous nous parler de vos recherches actuelles ?

Les recherches sur le transport aux nanoéchelles sont exaltantes à plusieurs titres. D’une part c’est un domaine essentiellement vierge du point de vue fondamental, où il faut un peu tout penser et construire : depuis les expériences, l’instrumentation à développer, jusqu’aux méthodes théoriques avancées nécessaires à la compréhension. C’est un domaine où les expériences mettent en évidence de nombreux phénomènes inattendus, dont certains sont toujours sans explications. Nos recherches ont mis en évidence des effets quantiques dans les flots moléculaires, que nous cherchons désormais à exploiter pour obtenir des propriétés de transport non-conventionnelles. Nous avons également mis en évidence des analogies entre le transport ionique aux nanoéchelles et les réponses neuronales, laissant espérer de concevoir des « calculateurs ioniques », que l’on essaye désormais d’assembler. L’aspect matériaux est central dans ces recherches, notamment l’ensemble des nanomatériaux qui ont été développés comme les nanotubes, graphène et plus généralement les matériaux 2D.
Mais d’autre part, ces recherches ont des implications directes sur l’innovation technologique. Beaucoup des effets que l’on observe dans les fluides aux nanoéchelles constituent des atouts majeurs pour développer des technologies dans le domaine de l’eau et de l’énergie. Ainsi nos expériences sur les nanotubes de bore-azote ont mis en évidence une conversion énergétique extrêmement efficace pour générer de l’électricité à partir de gradients salins. Cela a permis de proposer un cadre nouveau pour penser des nouveaux types de matériaux et de membranes pour l’énergie osmotique. C’est ce qu’a réalisé la startup Sweetch Energy que j’ai cofondée et qui a maintenant développé ses propres membranes à partir de matériaux biosourcés sur la base de ces principes nanofluidiques. La startup lance en 2023 un pilote industriel sur le Rhône avec la Compagnie Nationale du Rhône et en collaboration avec EDF.

Comment ces recherches permettent de participer à la protection de l’environnement et au développement durable ?

L’énergie osmotique est un bel exemple de l’impact de la recherche fondamentale pour proposer des nouvelles solutions au défi environnemental. Le potentiel énergétique mondial est énorme, l’équivalent de près de 2000 réacteurs nucléaires, mais c’est une énergie totalement renouvelable, non-intermittente. Cette source est totalement inexploitée jusqu’ici, c’est frustrant. Elle deviendrait un ingrédient clef dans le mix énergétique. Ici nous avons montré qu’une voie est possible. Et d’avoir créé cette startup a permis de réaliser en quelques années un transfert rapide entre la recherche fondamentale, l’industrie et la société.  Cela m’a d’ailleurs encouragé à créer au sein de mon équipe de recherche un pôle d’innovation technologique, qui cherche à convertir nos découvertes fondamentales en solutions accessibles dans un futur proche, via par exemples des petits pilotes de démonstration, des brevets, puis des startups.  
Un autre exemple concret qui me tient à cœur est une nouvelle technologie de dessalement sur la base d’effet nanofluidiques avancés, et que nous venons de breveter. Elle est extrêmement prometteuse et en cours en développement dans le cadre d’une prématuration avec le CNRS. C’est une solution simple à mettre en place et qui permettrait de dessaler ou purifier l’eau à faible coût. Nous réfléchissons d’ailleurs à la coupler à la production d’hydrogène qui a un gros besoin en eau pure.

Qu’appréciez-vous le plus dans votre métier de chercheur ?

J’aime travailler en petites équipes motivées sur des sujets particulièrement risqués et difficiles. Se donner des objectifs difficiles et construire un plan pour y arriver.  Des petits miracles surviennent parfois, chacun y a contribué : on est bien meilleur en équipe que seul et isolé. C’est également extrêmement gratifiant de travailler aux limites de sa propre connaissance. J’ai eu cette chance de collaborer avec des collègues et des étudiants exceptionnels, notamment à l’ENS.