L’Institut Carnot Chimie Balard Cirimat, basé sur Toulouse et Montpellier, travaille en collaboration étroite avec l’Université technologique de Chalmers et l’Université d’Uppsala sur divers projets de recherche. Nous avons rencontré Nicolas Louvain, enseignant-chercheur à l’Institut Carnot Chimie Balard Cirimat qui nous en dit plus sur ces collaborations franco-suédoises.

Bonjour Nicolas Louvain et merci d’être avec nous aujourd’hui. Vous êtes enseignant-chercheur à l’Institut Charles Gerhardt à Montpellier. Votre institut s’insère dans un réseau plus large d’instituts de recherche, les Instituts Carnot, répartis stratégiquement sur toute la France. Chaque institut travaille sur des thématiques liées aux territoires et au tissu entrepreneurial dans lequel il s’insère. Les Instituts Carnot ont aussi pour vocation de développer, d’encourager et de faciliter les relations entre le monde de l’entreprise et le monde de la recherche.

Quelles sont les activités de recherche spécifiques à votre institut Charles Gerhardt et plus largement à l’Institut Carnot Chimie Balard Cirimat auquel il appartient ?

L’Institut Carnot Chimie Balard Cirimat est basé sur deux villes : Toulouse et Montpellier et regroupe plusieurs instituts de recherche de la région Occitanie dont l’Institut Charles Gerhardt.

Les activités sont principalement dédiées aux nouveaux matériaux, aux matériaux biosourcés avec une dimension développement durable. Nous travaillons aussi sur les nouvelles formes d’énergie, le stockage et la conversion de l’énergie. A Montpellier, les recherches portent sur le développement de réactions de surface et sur la synthèse de petits polymères pour répondre aux besoins du réseau de PME avec lequel nous interagissons (Athéor, SiKÉMIA, NanoMedSyn). A Toulouse, les recherches de l’institut sont en lien avec les grandes entreprises de l’aéronautique telles que Safran ou Thalès.

L’offre de R&D de l’Institut Carnot Chimie Ballard Cirimat est très large et touche aussi bien la santé et les cosmétiques, les matériaux haute performance pour les transports et l’énergie que les procédés de chimie durable. L’institut appartient, entre autres, au réseau français RS2E (Réseau sur le Stockage Electrochimique de l’Energie) qui a pour vocation d’améliorer la collaboration entre les chercheurs et d’accélérer les transferts entre le monde académique et le privé.

Quels sont les projets actuels de l’institut Carnot Chimie Balard Cirimat ?

Un des projets de l’institut porte sur les batteries du futur : nous travaillons à l’amélioration des batteries à ions lithium mais aussi au développement de batteries constituées de nouveaux matériaux tels que les ions sodium, potassium, magnésium ou calcium. Ce que nous développons au laboratoire dans le groupe de Laure Monconduit et Lorenzo Stievano, ce sont, bien sûr, les matériaux, leur étude et leur caractérisation mais aussi, une fois la batterie montée, une expertise de plus en plus importante dans le suivi de l’état de santé de la batterie en cours de cyclage. Ce suivi est réalisé par des méthodes spectroscopiques (diffraction par les rayons X, spectroscopie infrarouge, …) et permet de comprendre ce qui se passe à l’intérieur de la batterie en fonctionnement. L’objectif est d’analyser ces mesures, in situ ou Operando, pour comprendre pourquoi la batterie fonctionne de cette façon et améliorer les procédés de fonctionnement. Ceci est une thématique importante que nous partageons avec l’équipe de Patrick Johansson à l’Université technologique de Chalmers.

Comment se manifeste votre collaboration avec les universités suédoises ?

C’est au travers du réseau européen, Alistore Eri 1, que nous avons commencé à travailler avec nos collègues suédois de l’Université technologique de Chalmers et de l’Université d’Uppsala.

Nous avons toujours eu une grande collaboration avec l’Université technologique de Chalmers, initiée par Lorenzo Stievano. Nous avons aujourd’hui une thèse en commun : une doctorante de notre laboratoire fait des séjours réguliers à Göteborg, ce qui lui permet de travailler dans le contexte suédois et de bénéficier de leurs installations. Plusieurs anciens étudiants de l’équipe de Patrick Johansson sont actuellement dans notre équipe et inversement.

Nous avons aussi une collaboration de recherche avec l’équipe de Kristina Edström à l’Université d’Uppsala. Un de nos doctorants travaille sur les batteries du futur lithium-métal où l’on retrouve la spécificité suédoise : l’analyse de surface des matériaux. Les réactions électrochimiques se produisent au niveau d’une électrode. Notre objectif est d’améliorer les électrodes en modifiant leur surface, nous avons donc besoin d’un laboratoire qui puisse étudier les surfaces avec précision. C’est le cas de l’équipe de Kristina Edström et de Reza Younesi à Uppsala.

Comment voyez-vous votre collaboration avec la Suède dans le futur ?

Le réseau Alistore a répondu à l’appel à projets européen Cofund pour obtenir un financement avec des projets de thèses et de collaborations franco-suédoises déjà identifiées. Un des projets porterait sur l’amélioration des anodes de lithium métallique, similaires à celles développées par la société française Bolloré / Blue Solutions pour les véhicules en libre-service Autolib’. Cette technologie est très efficace car le lithium est léger et peut permettre un nombre de cycles charge-décharge plus grand. Son inconvénient majeur est qu’elle fonctionne à chaud, c’est-à-dire que la batterie doit toujours être à 60 – 70°C. Des problèmes de sécurité peuvent être inhérents à ce fonctionnement en température, c’est pourquoi, nous travaillons à développer des matériaux qui permettront d’utiliser les batteries à température ambiante.

Notre collaboration avec la Suède est extrêmement importante. Notamment sur le projet des batteries H2030, un projet européen coordonné par Kristina Edström à l’Université d’Uppsala. L’un des aspects importants est le big data et l’utilisation des données des batteries pour comprendre, analyser et optimiser les batteries futures. L’idée est d’agréger les données des mesures faites en Europe pour en déduire des tendances, ce qu’on n’aurait jamais pu faire sans collaborer. Le suivi des batteries est un point que l’on va continuer à développer avec la Suède.

Vous avez une relation particulière avec la Suède d’un point de vue enseignement et formation. Pouvez-vous nous en dire plus ?

Je suis enseignant chercheur à l’Université de Montpellier et réalise mon travail d’enseignant à l’IUT de Montpellier-Sète. Dans le cadre d’une visite de recherche de collègues suédois en France, nous nous sommes rendu compte que la formation technique des étudiants de l’IUT correspondait assez bien à ce qui se fait à l’Université technologique de Chalmers et que les étudiants français avaient les compétences requises pour réaliser des stages dans leurs laboratoires universitaires. Depuis 2018, entre quatre et six étudiants partent en stage, chaque année, dans les différentes équipes de Chalmers. De plus, grâce à notre collègue suédois Kasper Moth-Poulsen, nous avons créé des liens avec des entreprises suédoises qui ont proposé d’accueillir des étudiants de Montpellier. Nous avons donc aujourd’hui des stages en laboratoires universitaires mais aussi dans des entreprises qui développent des matériaux et des solutions pour le photovoltaïque notamment.

Tout cela a été rendu possible grâce à notre appartenance à l’Institut Carnot, aux visites de chercheurs et au réseau Alistore. Je ne pourrai que souligner l’importance des mises en relation via les réseaux de recherche qu’ils soient français ou européens. C’est extrêmement important d’avoir des collaborations, ne serait-ce que pour échanger sur nos pratiques, nos cultures et nos points de vue. La Suède fait partie de ces pays avec lesquels nous adorons échanger parce que nous sommes suffisamment proches pour nous comprendre et suffisamment différents pour nous enrichir les uns des autres.

 

1- Réseau travaillant sur les batteries à ions lithium et constitué d’académiques et d’industriels européens.