Sciences environnementales et sécurité

Les architectures poreuses peuvent être mises au service de l’environnement et de la sécurité pour un monde plus propre, plus sain et plus sûr.

L’élaboration de systèmes poreux, dits hiérarchisés, structurés par l’imbrication de matériaux poreux à différentes échelles, pourrait en effet conduire à une véritable innovation technologique et se traduire par une amélioration significative et durable des conditions de sécurité et d’environnement du citoyen.

Cela signifie par exemple purifier l’air, dépolluer l’eau ou les sols de manière plus efficace.

Des matériaux à structure hiérarchisée à partir de composites poreux et de nanoparticules devront être capables de capter de manière ultra-sélective les composés organiques volatils présents dans l’air puis de les transformer en molécules valorisables sous l’action de la lumière visible.

Au-delà, ces systèmes poreux structurés pourraient trouver des applications dans le relargage contrôlé de produits agronomiques, l’isolation, le transport de gaz ou d’espèces  chargées, la capture ou la séparation des fluides ou la (bio)catalyse, entre autres.

Pour cela, le premier défi concerne la genèse de  nouveaux objets poreux plus performants et durables, notamment grâce au meilleur contrôle de leurs composition et propriétés microscopiques.

Cette démarche implique de s’affranchir de verrous importants :

• comment fabriquer/intégrer ces objets dans des dispositifs tout en conservant leurs performances intrinsèques
• à partir de matériaux  économiques  et  durables, 
• par des procédés permettant à la fois de créer des structures poreuses hiérarchisées et de les mettre en forme,
• en les intégrant au sein de dispositifs applicatifs originaux. 

Les technologies utilisant la lumière visible ou invisible pourraient également bénéficier de ces nouveaux systèmes poreux. Améliorer l’efficacité des sources de lumière, remplacer des pigments organiques toxiques et instables, ou développer le traitement tout optique de l’information dans les télécommunications sont des perspectives envisageables grâce aux poreux. De nombreuses autres applications en photonique ne sont encore que des concepts. Passer à des matériaux réels ne pourra se faire qu’en couplant les techniques de chimie ascendante à des procédés de fabrication économes et produisant le moins de déchets possible.

Enfin, des méthodes d'auto-dépollution des sols pourront naître du rapprochement entre biologistes et spécialistes des matériaux, ainsi que des concepts de capteurs biologiques très sensibles et sélectifs, permettant d’identifier et de quantifier très rapidement un élément biologique ou chimique souvent présent en très faible quantité dans un mélange complexe.