Quels enjeux scientifiques et sociétaux se dessinent pour les acteurs de la recherche académiques, institutionnels et industriels à l’heure du développement de nouveaux matériaux pour l’énergie ? Quelles orientations stratégiques définir collectivement pour répondre à ces enjeux ? Des réponses ont été apportées lors du workshop Scienc’Innov CARMEN·EVOLUTION qui s'est tenu à IFPEN, Rueil-Malmaison les 21 et 22 juin 2022.
A l’origine de ce workshop : le Laboratoire Commun de Recherche CARMEN (caractérisation des matériaux pour les énergies nouvelles)* dont l’objectif est double :
- renforcer les connaissances sur le transport moléculaire et/ou colloïdal dans des substrats poreux ;
- développer des méthodologies d’analyse fine afin d’accompagner les innovations pour la transition énergétique.
CARMEN·EVOLUTION est l’une des rares rencontres scientifiques à regrouper l’ensemble des acteurs de la recherche en France autour des enjeux stratégiques liés à la transition énergétique et aux innovations basées sur l’utilisation des matériaux fonctionnels.
En plus des membres du laboratoire commun, ont participé des représentants de l’ensemble des tutelles, des agences de financement de la recherche, des alliances, des grands groupes industriels et des laboratoires de recherche français les plus reconnus dans les domaines concernés.
Trois sessions ont rythmé le workshop :
- La présentation des enjeux et des besoins pour l’énergie et l’environnement en considérant une approche synergétique entre le monde académique et l’industrie ;
- Un bilan des principales classes de matériaux fonctionnels susceptibles d’être utilisées dans ces domaines ainsi que des grands réseaux de recherche thématique en France à l’interface entre l’énergie et les matériaux ;
- Les principales méthodes expérimentales de pointe et les approches de modélisation associées qui sont utilisées pour la caractérisation des matériaux fonctionnels et sur les perspectives offertes pour le futur.
L'accent a été mis sur le recueil des besoins manifestés par les acteurs de l'innovation publique et privée en termes de recherche de nouveaux matériaux et analyse de leurs propriétés ainsi que sur l’identification des verrous techniques et scientifiques à lever pour y parvenir.
Sur la base de la synthèse des présentations et des échanges entre les participants ont été proposées des actions propices à améliorer la synergie pour la recherche entre acteurs académiques et monde socio-économique. Au-delà du resserrement de ces liens, la confrontation des idées vise également à l’émergence de nouvelles voies d’investigation scientifique sur le périmètre thématique couvert par le workshop.
* associant le CNRS, l'ENS de Lyon, IFPEN, l'Université Claude Bernard Lyon 1, l'Université de Strasbourg, et Sorbonne Université
Posters
Porous media formed by mixtures of clay platelets and nanospheres
Sivagen VYDELINGUM (PHENIX, IPCMS, IFPEN), Pierre LEVITZ (PHENIX), Laurent MICHOT (PHENIX), P. RABU (IPCMS), Thibaud CHEVALIER (IFPEN), Natalie MALIKOVA (PHENIX)
Building a true morphological model by hierarchical porosity analyses combining correlative X-ray and electron tomography
Nivedita SUDHEER (IPCMS, IFPEN), Tom FERTÉ ( IPCMS), Dris IHIAWAKRIM (IPCMS), Virgile ROUCHON (IFPEN), Mario SCHEEL (Synchrotron SOLEIL), Maxime MOREAUD (IFPEN), Eric LECOLIER (IFPEN), Pierre LEVITZ (PHENIX), Tim WEITKAMP (Synchrotron SOLEIL), Ovidiu ERSEN (IPCMS)
From phase transition of boehmite, dealumination in zeolites to visualization of random walk in colloidal systems
Sharmin SHARNA (IPCMS), Nivedita SUDHEER (IPCMS, IFPEN), Valentina GIRELI (IPCMS, IFPEN), Dris IHIAWAKRIM (IPCMS), Virgile ROUCHON (IFPEN), Natalie MALIKOVA (PHENIX), Pierre LEVITZ (PHENIX), Ovidiu ERSEN (IPCMS)
3D insight into the hierarchical structure of mesopores via a quantitative TEM analysis of FAU-Y zeolites
Valentina GIRELLI CONSOLARO (IPCMS, IFPEN), Walid BAAZIZ (IPCMS), Sharmin SHARNA (IPCMS), Virgile ROUCHON (IFPEN) and Ovidiu ERSEN (IPCMS)
Programme
Mardi 21 juin (9h – 18h30)
8h30 Accueil
9h00 Allocution de bienvenue
Catherine Rivière (IFPEN, France)
9h10 Contexte mondial et national de la transition énergétique, Stratégie de pilotage de la R&I et moyens mis en œuvre, Outils de financement
Lionel Moulin (Ministère de la Transition Ecologique)
9h40 Ambitions du Workshop
Nathalie Schildknecht (IFPEN, France)
SESSION 1 :
9h45–13h00 TRANSITION ENERGETIQUE : DE LA RECHERCHE FONDAMENTALE A L’INDUSTRIE :
Quelle politique de financement pour atteindre les objectifs de la France en Recherche & Innovation et sa déclinaison académique/privé
Animée par Hélène Olivier-Bourbigou (IFPEN, France) et Eric Chaput (TotalEnergies, France)
9h45 Introduction à la session :
Recherche fondamentale à IFPEN dans le domaine des matériaux pour les énergies nouvelles
Hélène Olivier-Bourbigou (IFPEN, France)
10h00 Thématiques scientifiques structurantes pour le CNRS dans le domaine des énergies nouvelles
Abdelilah Slaoui (Responsable de la cellule énergie du CNRS, France)
10h30 Matériaux et Procédés Innovants au service de la Transition Énergétique ?
Réflexions au sein du Groupe "Science de base pour l'énergie" de l'alliance ANCRE
Christel Laberty-Robert (Laboratoire de Chimie et de la Matière Condensée, Sorbonne Université, France)
11h00 Pause-café
11h30 Feuille de route de Solvay sur les matériaux fonctionnels : quels besoins de compréhension en synthèse et éco-conception
Lauriane D'Alençon (Solvay, France)
12h00 Quelques éclairages sur les matériaux de construction industriels et les céramiques apportées et à développer par la caractérisation avancée
Emmanuelle Gouillart (Saint-Gobain Research Paris, France)
12h30 Feuille de route de ENWIRES : quels besoins de compréhension en synthèse et éco-conception
Olga Burchark (ENWIRES, France)
13h00 Déjeuner
SESSION 2 :
14h15–18h30 MATERIAUX ET APPLICATIONS
Présentation des grands réseaux de recherche thématique énergie/matériaux : verrous scientifiques et enjeux de caractérisation
Animée par Fanny Balbaud-Célérier (CEA, France) et par Pierre Rabu (CNRS, IPCMS, France)
14h15 Introduction à la session :
Découverte accélérée de matériaux au service de la durabilité en environnement
Fanny Balbaud-Célérier (CEA, France)
14h30 Solides hybrides poreux fonctionnels : défis actuels
Christian Serre (Institut des Matériaux Poreux de Paris, Ecole Normale Supérieure - ESPCI Paris, CNRS, Université PSL, France)
15h00 Matériaux pour le stockage électrochimique de l'énergie : le Réseau RS2E
Patrice Simon (Université de Toulouse, CIRIMAT – Centre Inter-universitaire de Recherche et d’Ingénierie des Matériaux, France)
15h30 Matériaux pour la catalyse : Veille et prospective
Eric Marceau (Université de Lille, CNRS, Unité de Catalyse et de Chimie du Solide, France)
16h00 Pause-café
16h30 Enjeux scientifiques et technologiques pour le développement d'adsorbants innovants
David Farrusseng (Université de Lyon, CNRS, IRCELYON - Institut de recherches sur la catalyse et l’environnement de Lyon, France)
17h00 Spectroscopies et microscopies pour l’étude de nanoparticules réactives : un mariage bienvenu
Sophie Carenco (Sorbonne Université, Collège de France, CNRS, Laboratoire de Chimie et de la Matière Condensée de Paris, France)
17h30 Pause-café
18h00 Conclusions et synthèse de la 1ère journée : Claire-Marie Pradier (Institut de chimie du CNRS, France) et Henri Van Damme (ESPCI Paris, France)
18h30 Fin de la 1ère journée
19h30-22h30 Cocktail dinatoire au Domaine de Vert-Mont, Rueil-Malmaison
Mercredi 22 juin – Session 3 (8h45 – 18h)
8h30 Accueil
SESSION 3 :
MÉTHODES EXPÉRIMENTALES DE POINTE : État des lieux et perspectives pour les matériaux fonctionnels
Co-animée par Valérie Briois (Synchrotron SOLEIL, CNRS, France) et Virgile Rouchon (IFPEN, France)
8h45 Panorama de la caractérisation des matériaux
Valérie Briois (Synchrotron SOLEIL, CNRS, France)
9h00 Microscopie X au Synchrotron pour l’étude de matériaux complexes et expériences operando
Rachid Belkhou (Synchrotron SOLEIL, France)
9h30 Explorer le nanomonde avec la microscopie électronique in-situ avancée
Christian Ricolleau (Université de Paris, CNRS, Laboratoire des Matériaux et Phénomènes Quantiques, France)
10h00 Microscopie électronique en temps réel et corrélative pour l’étude de la matière : naissance, vie et transformation des nanomatériaux
Ovidiu Ersen (Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et de Chimie des Matériaux de Strasbourg, France)
10h30 Quelques perspectives dans l'étude expérimentale du transport colloïdal en milieu poreux complexe
Pierre Levitz (Sorbonne Université, CNRS, Physicochimie des Electrolytes et Nanosystèmes Interfaciaux, France)
11h00 Pause-café
11h30 Apport de la RMN du solide à la caractérisation de matériaux fonctionnels
Franck Fayon (Université d’Orléans, CNRS, Laboratoire Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation, France)
12h00 Avancées récentes en RMN hyperpolarisée et RMN paramagnétique du solide pour l’investigation de matériaux fonctionnels
Anne Lesage (Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS, Centre RMN à très Haut Champ, France)
et Andrew Pell (Université Claude Bernard Lyon 1, ENS de Lyon, Centre RMN à très Haut Champ, France)
12h30 Déjeuner
14h00 Apports de la RMN à l'étude des transferts d'eau dans les piles à combustible à membrane échangeuse de protons
Jean-Christophe Perrin (Laboratoire LEMTA, CNRS, Université de Lorraine, France)
14h30 Avancées récentes en spectroscopie RPE pour la caractérisation des matériaux
Hervé Vezin (Université de Lille, CNRS, LASIRE - Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Interactions, la Réactivité et l’Environnement, France)
15h00 Etat des lieux et les perspectives de la spectroscopie vibrationnelle pour les matériaux fonctionnels
Arnaud Travert (Normandie Univ, ENSICAEN, UNICAEN, CNRS, LCS, France)
15h30 Pause-café
16h00 La chimie théorique au service de la caractérisation des catalyseurs hétérogènes
Céline Chizallet (IFPEN, France)
16h30 Statistical Physics approaches to bridge length and time scales in the modeling of complex porous materials
Roland Pellenq (CNRS, George Washington University, EpiDaPo Lab, France)
17h00 Pause
17h25 Synthèse du workshop par les deux grands témoins
Claire-Marie Pradier (Institut de chimie du CNRS, France) et Henri Van Damme (ESPCI Paris, France)
17h55 Allocution de clôture par le Comité d’Organisation
18h00 Fin du workshop
Comité d'organisation scientifique
IFPEN
Nathalie Schildknecht
Thibaud Chevalier
Virgile Rouchon
Xavier Longaygue
CRMN
Anne Lesage, CNRS
PHENIX
Laurent Michot, CNRS
Pierre Levitz, CNRS
Natalie Malikowa, CNRS
IPCMS
Pierre Rabu, CNRS
Ovidiu Ersen, Université de Strasbourg
Informations pratiques
Lieu
IFP Energies nouvelles (IFPEN)
1 avenue de Bois-Préau, 92 500 Rueil-Malmaison
Amphithéâtre Séquoia
Plan d’accès (pdf)
Parkings publics, en dehors du site d’IFPEN.
Contact : carmen-workshop@ifpen.fr
