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Cette prestigieuse distinction récompense le physico-chimiste pour ses travaux sur les solides hybrides poreux. A l’échelle atomique, ces composés d’une nouvelle classe aussi appelés Metal-organic Frameworks (MOFs) sont remplis de «trous». De véritables « pièges » à molécules, capables de stocker du CO2 ou d’encapsuler des médicaments. Avec son équipe de l’institut Lavoisier (CNRS-UVSQ), Gérard Férey prédit et explique le comportement de ces nanomatériaux qui offrent une grande variété d’applications dans l’énergie, le développement durable et la santé.

"Solides hybrides poreux" : qu’est-ce que c’est ?

Ces matériaux sont inspirés des zéolithes, des minéraux naturels dont le nom signifie « pierre qui bout ». A l’échelle atomique, ces solides possèdent une triple caractéristique unique. Ils présentent à la fois une charpente tridimensionnelle, une surface interne où des réactions de surface peuvent intervenir et des pores aux dimensions souvent importantes. Ces « trous » sont des sites d’accueil pour les molécules et sont capables de les emprisonner.

Un domaine économiquement stratégique

Ces particularités intéressent à la fois de nombreux chercheurs avec la découverte de nouveaux produits (essentiellement des silicates, des aluminates et des phosphates métalliques) et les industriels qui utilisent la taille des pores et leur surface interne pour se servir de ces solides comme tamis moléculaires, échangeurs d’ions, catalyseurs, adsorbeurs de gaz et surtout dans l’industrie pétrolière pour le cracking et le raffinage des huiles lourdes. Selon certains auteurs, ce domaine représente, directement ou indirectement par les métiers qu’il génère, environ 20% du PNB des grands pays industrialisés.

Exemple d’application : le MIL-101 (Matériaux de l’Institut Lavoisier N°101). Grâce aux propriétés chimiques des pores servant à piéger les gaz, un seul litre de MIL-101 peut stocker jusqu’à 400 litres de CO2 à 25 °C. Le tout sans augmenter de volume, le gaz étant comprimé dans les pores. Breveté depuis deux ans, le procédé devrait faire l’objet d’un développement industriel.

Des applications dans la lutte contre la leucémie, le sida, et le cancer

Pour Gérard Férey, l’application la plus importante des nouveaux matériaux poreux pourrait concerner le domaine médical. L’idée est d’utiliser les nanoparticules comme des "camions qui transportent" le traitement jusqu’aux organes ou cellules cibles. En utilisant les MILs à base de fer et leurs larges pores comme nanovecteurs, Férey et son équipe de l’institut Lavoisier proposent une nouvelle manière de répondre au défi de la restitution efficace dans le corps humain de médicaments grâce à de nouveaux nano-vecteurs non toxiques susceptibles d’un adressage ciblé dans l’organisme.

Un parcours atypique

Jeune instituteur dans la Manche, Gérard Férey retourne à 22 ans à l’Université pour devenir professeur de chimie, puis commence une carrière de chercheur à l’institut universitaire de technologie du Mans (Sarthe).

Avec un séjour déterminant à Grenoble, il débute sa deuxième « vie scientifique » : celle de l’apprentissage du magnétisme macroscopique et de la découverte de la diffraction de neutrons

En 1988, il devient directeur adjoint du département des sciences chimiques du CNRS. Pendant quatre ans, il se partage entre ses recherches dans son laboratoire du Mans et la gestion de la communauté de chimistes au siège parisien du CNRS.

C’est en 1992 qu’il crée l’Institut Lavoisier de Versailles où il va se consacrer aux solides poreux.

L’architecte de la matière Gérard Férey est reconnu pour sa « méthode globale », y compris sa capacité à collaborer avec l’industrie. « Son approche globale couvrant toutes les étapes, de la conception, la synthèse, la modélisation et la prédiction des structures possibles, aux propriétés et applications de ces solides poreux produits industriellement par BASF, est unique et admirée de tous. » déclare ainsi Clément Sanchez, directeur de recherche au CNRS et directeur du laboratoire de Chimie de la matière condensée de Paris.

Ses pairs saluent aussi l’enthousiasme qu’il a su communiquer à la jeune génération. Nombreux d’ailleurs sont les chercheurs qui l’ont suivi dans ce domaine prometteur des MOFs (Metal-Organic Frameworks (MOFs)

Personnalité charismatique, il se consacre aussi à faire partager sa passion pour la chimie au grand public, notamment au travers de l’initiative du collectif « Ambition chimie ». Et il compte bien profiter de l’Année internationale de la chimie en 2011 pour s’investir dans la promotion de sa discipline !

Sources :

Dossier de presse médaille d’or 2010 du CNRS

Pour en savoir plus :

Dossier de presse médaille d’or 2010 du CNRS

France Culture, Emission Continent Sciences du 29/11/10, La chimie à l’honneur, avec Gérard Ferey

Crédits iconographiques :

Portrait de Gérard Férey : © CNRS Photothèque/Frédérique Plas

Vue des molécules de busulfan (anti-leucémie), d’AZT (anti-HIV), de Cidofovir (anti-cytomegalovirus)et de Doxorubicine (cancer du sein) pointant vers le centre de la cage du MIL-101 (en gris) qui peut les accueillir et les transporter. Le fond de l’image représente les nanoparticules de ce MIL-101 : © Gérard Férey