Claude Grison (CNRS) : « Notre nouveau concept d'écocatalyse a très vite montré un énorme potentiel en chimie pour créer de nouvelles molécules »

En quoi consiste vos recherches ?

Nous travaillons sur des solutions écologiques, soit pour préserver, soit pour restaurer des écosystèmes terrestres et aquatiques. Nous développons des phytotechnologies pour préserver ces écosystèmes. Et dans chaque cas, j’ai vite compris que même si nous arrivions à déployer ces phytotechnologies à grande échelle et de façon industrielle, elles ne seraient pérennes que si nous pouvions leur conférer une valeur économique. Concrètement, nous savons que si une solution écologique représente un coût financier, elle ne sera pas développée. C’est pourquoi très vite, je me suis attachée à ce que toutes ces technologies fondées sur la nature trouvent une valorisation économique, d’où la création de plusieurs start-ups, notamment Bioinspir en 2020 pour industrialiser cette technique d’écocatalyse, que nous avons mise au point. C’est cette solution économique que le brevet européen a récompensée (1).

Par quel cheminement êtes-vous arrivée à créer ce nouveau concept d’écocatalyse ?

Au départ, en m’intéressant à trois secteurs différents, mais complémentaires. J’ai commencé à travailler sur la restauration des sols, après une activité industrielle voire agricole intense, et particulièrement à des sols miniers très dégradés par les activités d’extraction minière et très pollués. Cette dépollution des sols m’a conduit à me pencher sur la dépollution de l’eau toujours grâce aux plantes. Et il se trouve qu’en m’intéressant aux choix de plantes adaptées pour dépolluer l’eau, j’ai découvert un nouveau problème qui m’occupe beaucoup aujourd’hui, celui du développement incontrôlé et inquiétant d’espèces exotiques envahissantes. Des plantes qui menacent la biodiversité et la vie aquatique, mais aussi les zones humides qui jouent pourtant un rôle essentiel dans la régulation du climat.

Et qu’avez-vous découvert lors de vos recherches sur la dépollution des sols ? 

Au cours de nos recherches sur la dépollution de sols industriels et miniers, nous avons découvert des plantes hors normes qui extraient la pollution des sols, souvent métallique, via leurs racines, pour la transporter ensuite grâce à la sève jusqu’à leurs feuilles pour les stocker. Et pour mieux comprendre tous ces mécanismes, il faut descendre à l’échelle la plus fine du fonctionnement de la vie, au niveau de la molécule. Et c’est ici que se rejoignent la chimie et l’écologie, en pénétrant les mécanismes d’adaptation très fins des plantes, mais aussi des bactéries, qui réussissent à s’adapter à ces scénarios de pollution extrême.

Tout le problème était de trouver une valorisation à ces feuilles chargées de métaux qui une fois mortes tombent par terre. Et c’est là que porte notre innovation majeure, afin que ces feuilles très riches en métaux ne deviennent pas un déchet dangereux. Or, la manière utilisée aujourd’hui pour dépolluer un sol est loin d’être satisfaisante. Alors en voyant une plante capable de dépolluer un sol spontanément et naturellement, notre travail a consisté à donner de la valeur à ces feuilles mortes riches en métaux.

Et comment déterminer la valeur de ces feuilles ?

Un des grands principes de la chimie verte consiste à travailler avec des catalyseurs. Lesdits catalyseurs qui doivent apporter l’énergie pour produire la réaction sont très souvent métalliques. Et ceci a un coût. D’où l’idée de faire de ces feuilles chargées en métaux, en de futurs catalyseurs et ainsi de les substituer aux catalyseurs dérivés de l’extraction minière.

Pour les différencier, j’ai baptisé les catalyseurs issus de ces feuilles, des « écocatalyseurs ». Notre nouveau concept d'écocatalyse a très vite porté ses fruits en montrant un énorme potentiel en chimie pour créer de nouvelles molécules ou des molécules complexes, qui aujourd’hui sont faites via des procédés inacceptables, autant pour le manipulateur, que pour l’environnement.

Et vous parliez également de plantes capables de dépolluer l’eau ?

En effet, au cours de mes travaux sur la dépollution de l’eau, j’ai réussi à identifier des plantes aquatiques qui comme les plantes terrestres, pouvaient séquestrer des polluants métalliques. Et il se trouve que les plus intéressantes pour un développement industriel du résultat, peuvent être des plantes exotiques envahissantes avec une énorme masse racinaire dont il faut absolument contrôler le développement. En étudiant leur fonctionnement, j’ai découvert de petites antennes moléculaires à la surface des racines, capables de capter tous les éléments métalliques présents dans l’eau avec beaucoup d’efficacité. D’où l’idée de réduire ces racines en poudre, avec une granulométrie d’un petit millimètre, permettant ainsi de conserver toutes les molécules de la taille d’un nanomètre, celles-là même qui captent les métaux.

Et que faites-vous de cette poudre de racine ?

Grâce à un procédé simple et efficace, cette poudre végétale est utilisée comme un filtre pour dépolluer l’eau des métaux qu’elle contient potentiellement. Ce filtre végétal fonctionne notamment sur le palladium, indispensable à la fabrication de nombreux médicaments et dans de nombreuses technologies et dont le plus gros producteur est la Russie. Et au regard de la situation actuelle, si l’industrie chimique européenne venait à manquer de palladium, ça serait assez problématique. Donc apprendre à récupérer le palladium dans un effluent industriel, fait sens aujourd’hui. Et ceci sans parler de l’eau douce, propre et de qualité qui va devenir un bien extrêmement précieux au cours des prochaines années.

Mais pour que ça marche, il fallait que cette poudre végétale ne soit pas un déchet. Il fallait lui apporter une valeur ajoutée. D’où l’idée d’en faire un écocatalyseur qui est utilisé aujourd’hui à l’échelle industrielle pour fabriquer des molécules à haut valeur ajoutée, avec un très haut degré de naturalité. Le but est aussi de montrer qu’on peut produire avec la nature et non pas contre la nature.

Les domaines d’application de vos écocatalyseurs concernent-ils l’agriculture ?

Les applications sont très variées et très nombreuses, notamment pour les agents de biocontrôle et toutes les molécules de la chimie fine. Bioinspir travaille pour trois domaines principalement, les cosmétiques, les parfums et la chimie fine, qui ont tendance à évoluer sous la pression sociétale pour réduire leur impact environnemental.

Nous nous intéressons aussi beaucoup aux molécules de défenses des plantes. Les agents de biocontrôle sont des molécules présentes dans la nature. Et nous savons que les plantes communiquent avec les insectes, par exemple avec un pollinisateur en diffusant des odeurs qui l’attirent, que pour se protéger d’un prédateur en envoyant des odeurs désagréables pour lui, voire l’agresser chimiquement. Toutes ces méthodes naturelles m’intéressent, parce que l’idée sous-jacente est d’identifier les molécules de défenses utilisées par la plante et de les synthétiser par nos procédés. L’idée est de s’en inspirer et de construire les mêmes avec nos écocatalyseurs, afin de proposer de nouvelles solutions pour protéger naturellement des cultures à des fins agroalimentaires. Nous travaillons aussi sur des biostimulants au sein de nos laboratoires.

(1) Pionnière d'un nouveau concept qu’elle a baptisé l'écocatalyse, Claude Grison est lauréate du prix de l’inventeur européen 2022, décerné par l’Office européen des brevets dans le cadre « Recherche ».