Une chercheuse montpelliéraine industrialise la fabrique d’écocatalyseurs à partir de plantes mangeuses de métaux

Claude Grison fait partie des 13 finalistes retenus par l’Office européen des brevets pour son prix de l’inventeur européen 2022. La chercheuse montpelliéraine du CNRS a réussi à extraire les éléments métalliques qu'une plante avait absorbés sur des sols pollués, et à les transformer pour en faire des écocatalyseurs. Une alternative écologique très utiles pour les industries chimiques, pharmaceutiques ou cosmétiques. La chercheuse a créé deux startups (BioInspir et les Laboratoires Bioprotection) pour industrialiser et commercialiser ces procédés.
Cécile Chaigneau

7 mn

La chercheuse du CNRS Claude Grison (au centre) et son équipe ont mis au point un procédé d'extraction des éléments métalliques stockés dans les feuilles et les racines de certaines plantes pour les réutiliser ensuite comme écocatalyseurs.
La chercheuse du CNRS Claude Grison (au centre) et son équipe ont mis au point un procédé d'extraction des éléments métalliques stockés dans les feuilles et les racines de certaines plantes pour les réutiliser ensuite comme écocatalyseurs. (Crédits : DR)

On est à la croisée de la chimie et de l'écologie. La scientifique montpelliéraine Claude Grison, professeure d'université et directrice de recherche au CNRS, a développé une méthode d'utilisation des plantes pour extraire les éléments métalliques des sols pollués, puis les utiliser comme catalyseurs pour des réactions chimiques. Cette méthode donne non seulement accès à une nouvelle source (naturelle) de catalyseurs chimiques (qu'elle a baptisés écocatalyseurs), mais permet aussi de décontaminer les sols pollués par des activités industrielles, comme l'extraction minière. C'est ce travail de dix années de recherche qui lui vaut aujourd'hui d'être nommée finaliste du Prix de l'inventeur européen 2022 par l'Office européen des brevets (OEB), dans la catégorie Recherche.

Claude Grison (1), docteur en Chimie moléculaire, a enseigné la chimie à l'Université de Nancy, puis à l'Université de Montpellier avant de prendre, en 2016, son poste actuel au CNRS (à Montpellier). Si les catalyseurs ne sont pas au cœur de ses préoccupations initiales, elle s'y intéresse à la faveur d'un travail avec des étudiants qui lui demandent s'il est possible d'utiliser les plantes pour lutter contre la pollution causée par l'exploitation de sites miniers.

« Je me suis laissée prendre au jeu et j'ai finalement quitté mon laboratoire pour rejoindre un laboratoire écologique pendant cinq années, durant lesquelles je me suis intéressée à l'interface entre la chimie et l'écologie, raconte Claude Grison aujourd'hui. J'ai fini par créér mon propre laboratoire, "Chimie bio inspirée et innovation écologique", avec l'appui du CNRS et de l'Université de Montpellier. »

Réparer les sols pollués

Ce que l'on savait jusqu'alors, c'est que certaines plantes étaient en effet capables de s'adapter et de pousser dans des sols pollués, allant même jusqu'à absorber certains éléments métalliques contenus dans le sol pour les stocker dans leurs racines et leurs feuilles. Un processus appelé la phytoextraction.

« Le problème, c'est qu'on ne savait pas quoi en faire, donc ces plantes n'étaient pas développées, souligne la chercheuse. Or je trouvais qu'on était très démunis pour réparer des sols pollués alors que la nature nous offrait une solution... Pour convaincre, il me fallait démontrer que ces plantes seraient utiles dans une 2e activité, qui plus est une activité cohérente avec les objectifs écologiques initiaux. Ça a été un vrai défi personnel : trouver une solution de valorisation qui ait du sens. Une fois que j'ai eu fait la preuve de concept, le CNRS a déposé un premier brevet. Et j'ai obtenu des financements pour déployer un programme à grande échelle en Nouvelle-Calédonie, avec deux opérateurs miniers français, la société Le Nickel-Groupe Eramet et la société Koniambo Nickel : nous avons planté plusieurs hectares de plantes sur ces sites d'extraction et toutes les feuilles mortes, chargées en éléments métalliques, ont été rapportées dans mon laboratoire pour y être traitées et transformées. »

Terres rares, chlordécone ou perturbateurs endocriniens

S'est alors posée la question de la viabilité financière : « Je voulais donner aux phytotechnologies de dépollution une dimension économique. Nous n'avons pas jeté les plantes contaminées, nous en avons fait une solution à l'épuisement des ressources en métaux », explique Claude Grison.

Claude Grison et son équipe inventent alors une méthode de traitement des feuilles et des racines des plantes à haute température et sans intrant chimique, pour enlever toute la matière organique et ne laisser que les sels de métaux sous la forme d'une poudre très fine ensuite transformée en catalyseurs. Ou plus précisément en écocatalyseurs.

« Cette poudre très fine est chargée en éléments métalliques associés à ce que la plante utilise pour se nourrir, comme du magnésium, du fer ou du potassium, ce qui en fait un catalyseur nouveau, plus complexe mais plus performant que les catalyseurs traditionnels », ajoute la chercheuse.

Plusieurs espèces végétales peuvent ainsi dépolluer des sols, mais pas seulement. La chercheuse et son équipe ont ainsi identifié des plantes aquatiques ou de zones humides qui ont cette même capacité à accumuler des métaux : « Aujourd'hui, on est capable d'extraire tous types d'éléments métalliques, comme les terres rares, le platine ou le palladium qui sont des métaux précieux et stratégiques. Mais nous pouvons également dépolluer les eaux donc les effluents industriels venant par exemple de carrières, de l'industrie métallurgique ou même des eaux contaminées par un vignoble. Nous parvenons même à récupérer, dans l'eau, des fongicides, des perturbateurs endocriniens ou des insecticides comme le chlordécone ».

De la recherche à la startup

Les écocatalyseurs ainsi produits peuvent être utilisés pour créer des produits chimiques, par exemple des monomères pour les plastiques biodégradables, des antimitotiques (utilisés dans les traitements contre le cancer), des coiffes d'ADN et d'ARN messager, ou encore des cosmétiques et des produits intermédiaires clés pour la chimie fine.

En 2020, la chercheuse a créé, à Montpellier, l'entreprise BioInspir, en partenariat avec le start-up studio Technofounders. BioInspir est spécialisée dans la production de molécules par écocatalyse, pour un usage industriel. En septembre 2020, l'entreprise a levé près d'un million d'euros (auprès du fonds d'investissement de Technofounders) afin de lancer sa première phase commerciale. Sa clientèle ? « La chimie fine, le secteur cosmétique et les parfums, qui sont très demandeurs de produits 100% biosourcés, ou la pharmacie », indique Claude Grison.

En janvier 2021, la chercheuse a créé, toujours à Montpellier, les Laboratoires Bioprotection (également en collaboration avec Technofounders) « pour les activités techniques et scientifiques », précise-t-elle. Ils ont ainsi mis au point un spray anti-moustique appelé Crusoé, dont les composants peuvent être obtenus par écocatalyse.

« La fabrique d'écocatalyseurs est coûteuse et la vente des molécules financent l'action écologique initiale, explique Claude Grison. Cette fabrique d'écocatalyseurs par BioInspir se fait avec des plantes françaises uniquement. Par exemple, il existe en Occitanie des plantes invasives qui ont colonisé nos systèmes aquatiques, et BioInspir participe à la récolte massive de ces plantes qui captent du manganèse, du zinc ou du palladium...  Nous travaillons aussi avec des industriels européens pour traiter leurs effluents chargés en palladium via des filtres végétaux qui retiennent les éléments métalliques. Nous les utilisons ensuite pour fabriquer la molécule dont l'industriel a besoin, selon un fonctionnement en économie circulaire. »

« Je veux être un chercheur citoyen »

Aujourd'hui, BioInspir emploie dix salariés. Il y a un mois, la cleantech a bouclé sa 2e levée de fonds, « d'un montant proche de la première », se contente de dire Claude Grison.

« Claude Grison apporte une solution d'avenir permettant de réduire l'impact environnemental des activités industrielles et de développer une approche plus verte de l'industrie chimique, souligne le président de l'OEB, António Campinos. Son invention montre comment, en mobilisant intelligemment différents domaines de recherche, il est possible de promouvoir le développement durable dans les industries lourdes. Et ce, en conciliant la poursuite des objectifs économiques avec l'impérieuse prise en compte des considérations écologiques. »

Les lauréats du Prix de l'inventeur européen 2022 seront annoncés par l'Office européen des brevets le 21 juin prochain.

« Je veut être un chercheur citoyen, avec une volonté quotidienne que mes travaux soient utiles à la société, insiste Claude Grison. Récompenser un brevet apporte cette dimension. Et je suis contente qu'on arrive à reconnaître un projet un peu différent, à l'interface de la chimie et de l'écologie, face à des projets plus traditionnels... C'est certainement en partie la conséquence d'une sensibilisation plus importante aujourd'hui à ces questions écologiques et environnementales ... Si je suis lauréate, ce sera une reconnaissance et de la notoriété pour cette méthode. Si on arrive à inspirer d'autres chercheurs, ce sera positif. »

 (1) Au cours de sa carrière académique, Claude Grison a publié 211 papiers de recherche et encadré 26 doctorants. Elle a gagné de nombreux prix, dont la Médaille de l'Innovation de Montpellier Université d'Excellence 2020 et le prix de la Fondation Suez pour le programme « Agir pour la Ressource en eau » en 2018. Elle est membre de l'Académie européenne des Sciences et de l'Académie Nationale de Pharmacie.

Cécile Chaigneau

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