[Distinction] Corentin Chatelier, prix de thèse 2021 de l’Université de Lorraine

Son école doctorale, C2MP (Chimie - Mécanique – Matériaux - Physique), a choisi de récompenser ses travaux sur les structures de surface et les propriétés catalytiques des intermétalliques à base d'aluminium, suite auxquels il a été embauché au CEA Grenoble.

Un travail de recherche fondamentale sur de nouveaux catalyseurs

Corentin a soutenu sa thèse en décembre 2020 sous la direction d’Emilie Gaudry, professeure à l’IJL et à Mines Nancy et d’Alessandro Coati, chercheur au Synchrotron SOLEIL.

Son travail a porté sur des surfaces de composés intermétalliques, formés avec de l’aluminium et du fer ou cobalt, et utilisés comme nouveaux catalyseurs d’hydrogénation. Ces composés font partie d’une famille qui pourrait fournir à terme des substituts peu coûteux, stables, sélectifs et actifs, aux métaux nobles utilisés traditionnellement pour ce type de réaction. Ces matériaux pourraient ainsi répondre à un grand défi pour l’industrie chimique.

La combinaison de calculs de chimie quantique et des approches expérimentales de pointe, comme la microscopie à effet tunnel et la diffraction de surface des rayons X, a permis d’établir des modèles de surface détaillés et de comprendre l’origine des propriétés catalytiques de ces matériaux.

Des travaux qui se poursuivent au CEA-Grenoble et à l’ESRF

Après sa thèse, Corentin a été embauché en post-doctorat par le CEA-Grenoble et est scientifique visiteur à l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), sur la ligne de lumière ID01.

Dans le cadre du projet CARINE (http://carine-erc.eu/), financé par le European Research Council (ERC), son équipe s'intéresse à des nanocatalyseurs métalliques (du platine, pour des réactions d'oxydation, comme celle du CO dans les pots catalytiques, ou du nickel, pour des réactions d'hydrogénation, comme celle du CO₂).

Son équipe utilise des techniques d'imagerie par diffraction cohérente des rayons X pour sonder en 3D et in situ le champ de déformation d'une nanoparticule, afin de comprendre les mécanismes d'adsorption et de réaction qui s'opèrent à sa surface (facette, arrêtes, coins). Elle étudie également les défauts cristallins de ces particules pour les lier aux propriétés catalytiques observées. L’objectif est de concevoir de meilleurs catalyseurs, ce qui ne peut se faire qu'en comprenant ce qui se passe à l'échelle atomique.

En parallèle de ces mesures expérimentales, Corentin fait des calculs de chimie quantique pour simuler l'adsorption des réactifs et identifier les mécanismes de réactions à l'échelle atomique. Cela permettra de mieux comprendre les observations expérimentales, voire de guider les expérimentateurs vers de nouveaux catalyseurs performants.

>> Voir l’interview vidéo de Corentin lors de la remise de son prix le 3 décembre 2021 :