LCVe

Claude Grison, directrice de recherche au CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), directrice du laboratoire Chimie bio-inspirée et innovations écologiques, à l’origine de 179 publications, 45 brevets et nommée inventeur européen en 2022

La Croisée Version Écolo : Claude Grison, vous êtes chimiste et pourtant dans vos interviews vous parlez systématiquement d’écologie, pouvez-vous me dire comment vous vous définissez ?

Claude Grison : Je suis chercheuse et passionnée par la nature. J’ai choisi de ne pas rester enfermée dans les limites d’une seule discipline scientifique et d’essayer d’évoluer vers une démarche interdisciplinaire.

« J’ai donc créé des interactions fortes entre les sciences écologiques et une chimie qui pourrait être qualifiée de CHIMIE DURABLE. »

C’est-à-dire qui s’appuie sur les piliers du développement durable. Finalement, j’ai choisi de rapprocher deux domaines scientifiques qui sont généralement considérés comme incompatibles : la chimie, qui étudie les fonctionnements intimes de la vie par une approche moléculaire, et l’écologie qui vise à acquérir de nouvelles connaissances pour mieux gérer les impacts des changements globaux. Selon moi, le partage de connaissances peut nous permettre une approche différente de ces deux disciplines, car la chimie possède aussi les outils nécessaires à une meilleure compréhension du Vivant. Je travaille pour qu’il y ait de fortes interactions positives entre ces deux domaines qui me semblent complémentaires.

LCVE : Vous pratiquez donc une chimie durable, qui alimente et soutient le développement durable. Quels en sont les objectifs et la démarche de mise en oeuvre ?

CG : Cette chimie, dans un premier temps, peut contribuer à la résolution de grands défis environnementaux en lien étroit avec les connaissances qui émanent de l’écologie scientifique. Ce sont donc les problématiques environnementales ainsi que des solutions fondées sur la nature, qui sont le point de départ des activités de la chimie durable. Dans un second temps.

« La chimie doit rendre pérennes, durables, économiquement viables les efforts et initiatives écologiques, et finalement répondre à une demande sociétale. » 

Le laboratoire que je dirige « chimie bio-inspirée et innovations écologiques » est interdisciplinaire et accueille des chimistes bien sûr, mais également des écologues et des chercheurs des sciences humaines et sociales. En fait, j’essaie de rassembler ces domaines encore très cloisonnés. En effet, pour certains, la perception de la chimie est très réductrice ; elle est facilement assimilée à un domaine qui pollue, en oubliant que la chimie permet aussi de soigner, d’apporter du bien-être et de comprendre la vie à une échelle très fine, celle de la molécule. Elle a donc aussi des fonctions bénéfiques et positives. 

Pour moi, l’écologie et la chimie étudient les mêmes sujets et la seule chose qui les différencie vraiment, est une échelle différente : l’écologue étudie et essaie de comprendre la nature à l’échelle de l’espèce, de la communauté d’espèces, le chimiste aborde les mêmes questions scientifiques mais il essaie de les appréhender à une échelle moléculaire.

« L’écologue et le chimiste ont un autre point commun : mieux appréhender les interactions entre les espèces et leur environnement, et le langage de la Nature est souvent chimique !« 

LCVE : Quel est l’objet de vos travaux en chimie durable ?

CG : Le laboratoire vise principalement à trouver des solutions à deux paramètres clés qui ont été identifiés comme fortement impliqués dans l’érosion de la biodiversité. Le premier est la pollution des sols et des systèmes aquatiques. Le deuxième est l’augmentation du nombre d’espèces biologiques envahissantes, végétales et animales. Face à ces deux grandes problématiques, nous essayons de développer des solutions 100 % naturelles  et écologiques. Dans un deuxième temps, nous veillons à ce qu’elles soient économiquement viables et donc durables… d’où le terme de “chimie durable”.

LCVE : A qui sont destinés vos travaux ? Qui les utilise pour une mise en œuvre effective ?

Nos travaux sont d’abord destinés à la communauté scientifique. Cependant, nous souhaitons qu’ils soient également utiles aux structures étatiques, aux O.N.G, aux associations, aux industriels, en d’autres termes aux différents acteurs de la société. Ma mission personnelle en tant que chercheuse est d’être une chercheuse citoyenne, qui travaille pour l’intérêt public ; c’est quelque chose qui est important pour moi.

« Je veux que mes recherches soient utiles à la société, c’est ce qui leur donne du sens. »

J’essaie d’accompagner une partie de mes travaux vers la sphère socio-économique, quand cela est possible. J’ai, par exemple, participé à la création de trois entreprises qui ont pour objectif de donner une dimension industrielle à certains des résultats de mes recherches. Cela m’amène donc à travailler effectivement avec l’industrie mais aussi avec le Ministère de la transition écologique, l’Office Français de la Biodiversité et des ONG telles que l’IUCN. Mon panel de collaborations est assez large même si je cherche à rester au service de la fonction publique. 

LCVE : Vous êtes venue à plusieurs reprises en Nouvelle Calédonie. Faisons-nous partie de votre “panel de collaboration » ?

Oui, la Nouvelle Calédonie est justement un exemple de concrétisation de mes travaux auxquels j’essaie de donner une dimension sociétale et économique.

J’ai travaillé pendant dix ans à la restauration écologique de sites miniers néo-calédoniens. Aujourd’hui se pose la question du devenir de ces recherches et de leur exploitation dans une mise en œuvre concrète et bénéfique au Territoire.

« Avec les opérateurs miniers français présents en Nouvelle Calédonie, j’essaie de développer les résultats de mes recherches à plus grande échelle pour que tout le Territoire en bénéficie. »

La mise en œuvre doit passer par une entreprise calédonienne avec pour objectif la valorisation de tout ce qui peut être fait localement et avec un impact positif.

LCVE : Un gros projet pour la Calédonie, donc. Mais d’ailleurs, pourquoi le faire ici plutôt qu’ailleurs  ?

CG : L’intérêt pour la Nouvelle Calédonie est double : son activité minière et la préservation de sa biodiversité exceptionnelle. Le Territoire est effectivement un point chaud de la biodiversité à l’échelle mondiale. Il y a par exemple une diversité de plantes hyper-accumulatrices de métaux de transition qui représentent une incroyable richesse. (Pour plus d’informations voir l’article L’arbre à la sève bleue sur sol rouge). Rien qu’en nombre d’espèces, il faut aller à Cuba pour atteindre une telle variété. Il y a des espèces végétales uniques, inspirantes, dont on n’a pas encore compris toute la physiologie malgré le nombre de recherches et d’efforts pour les connaître en profondeur. Elles sont indispensables à préserver. 

« L’intérêt de ce projet pour la Nouvelle Calédonie est double : son activité minière et la préservation de sa biodiversité exceptionnelle. »

D’autre part, il existe en Nouvelle Calédonie une activité minière intense qui contribue fortement à l’activité économique du territoire, mais qui a un impact important sur l’environnement et cette biodiversité ; en même temps, nous profitons tous les jours des applications de ces extractions de minerais. Il faut donc être capable de l’assumer, mais d’y réfléchir et de ne pas en oublier les conséquences.

Au regard de mes travaux, je suis convaincue que la Nouvelle-Calédonie a la possibilité d’effectuer une restauration minière appropriée, gérée de façon raisonnée et sur le long terme. Il y a effectivement des espèces végétales qui sont très adaptées pour construire un gros projet de restauration écologique au sens scientifique du terme. 

LCVE : Qui sont vos partenaires dans ce projet local ?

CG : Ce vaste projet se construit également avec la collaboration des attaches que j’ai créées au cours de mes nombreux passages en Nouvelle Calédonie, avec des calédoniens qui ont une bonne connaissance et une bonne compréhension du contexte et qui ont envie de s’investir dans ce projet pour leur pays.

« Ce projet sera nécessairement bâti avec les structures gouvernementales et provinciales néo-calédoniennes en prenant en compte l’expérience locale. »

C’est une discussion à tous les niveaux avec des partenaires industriels qui sont motivés pour investir dans la restauration, mais aussi avec les structures étatiques et la population, des gens engagés et motivés pour nous rejoindre.

LCVE : Quelle est la genèse de ce projet ? 

CG : Alors en fait, mon engagement en Nouvelle Calédonie a été le fruit d’un échange. J’étais venue en Nouvelle-Calédonie pour représenter le CNRS et le Muséum d’Histoire Naturelle dans un congrès. Sur place, j’ai découvert le contexte local, qui m’a passionné, et j’ai rencontré des gens qui m’ont fait découvrir concrètement l’activité minière et son impact sur la nature. J’ai donc discuté localement et j’ai choisi de m’engager, de montrer que des solutions qu’on avait étudiées en Métropole dans un contexte différent, pouvaient être transposées ici.

L’expérience acquise en métropole m’a permis d’appréhender rapidement les solutions à mettre en œuvre et à les adapter à la Nouvelle Calédonie, en s’appuyant sur une biodiversité locale très riche. J’ai donc initié et développé un projet de recherche qui a apporté de nouvelles connaissances, des résultats accumulés au fil des années, qui ont montré qu’on pouvait valoriser les efforts de restauration avec une chimie nouvelle et respectueuse de la Nature. Il s’agit d’une chimie totalement repensée et qui sait limiter son empreinte environnementale à la différence de la chimie conventionnelle. J’ai mené ces activités de recherche durant une dizaine d’années de façon très ouverte avec des acteurs locaux et puis le travail de recherche a été ralenti par le développement d’autres projets de recherche à l’échelle internationale. 

« Nous devons essayer de lancer une nouvelle activité économique, basée sur des ressources végétales mieux connues, des modes de fonctionnement repensés dans le cadre du respect de la Nature. »

C’est dans le courant de l’année que des opérateurs miniers français présents en Nouvelle-Calédonie, sont venus me solliciter pour développer à plus grande échelle nos travaux précédents. Là, la question se pose : sous quelle forme devons-nous continuer les activités de recherche ? Faut-il leur donner une dimension industrielle ? Peut -on y associer une valorisation économique locale ? Ceci aurait beaucoup de sens.

Il serait extrêmement profitable d’essayer de lancer une nouvelle activité économique, basée sur des ressources végétales mieux connues, des modes de fonctionnement différents et repensés dans le cadre du respect de la Nature, conçus sur le long terme, avec des infrastructures adaptées. Nous sommes en pleine réflexion et nous réfléchissons collectivement à ce qu’on peut faire de mieux et ce qui serait le plus cohérent.

LCVE : Pouvez-vous nous dire exactement en quoi consiste ce projet qui réunit chimie et écologie en Nouvelle Calédonie ?

Oui, bien sûr ! Quand nous avons travaillé sur le terrain, nous nous sommes rendus compte que parmi les différentes espèces végétales utilisées, certaines sont devenues nos « espèces phares », c’est comme ça qu’on peut les qualifier. Il s’agit d’espèces accumulatrices qui sont vraiment très résistantes en première phase d’installation d’espèces végétales, quand le sol est très dégradé. En effet, des accumulateurs de manganèse résistent très bien, elles se comportent des plantes grégaires, pionnières, avec une bonne croissance et un faible taux de mortalité. Suite à l’installation de ces premières espèces végétales, nous avons introduit d’autres espèces végétales pour élargir la biodiversité des espèces introduites et essayer de se rapprocher des écosystèmes initiaux.  Un retour d’expériences montre clairement que les accumulateurs de manganèse perdurent et se développent de façon durable et dans de bonnes conditions.

Ensuite nous nous sommes demandés si les feuilles mortes tombées au sol et qui formaient les litières, pouvaient avoir un intérêt particulier. Et là, nous avons constaté quelque chose que nous n’avions pas anticipé. En étudiant en fait le fonctionnement de la phytoextraction et du transport du manganèse dans la plante, nous avons vu que la plante, à chaque étape, co-localise le manganèse et le calcium.  Quand les feuilles mortes sont valorisées par un traitement thermique, nous formons un oxyde mixte de calcium et de manganèse. Ce type de structure est présent dans les espèces végétales chlorophylliennes, en particulier dans la photosynthèse, une véritable petite usine chimique. A un moment donné de la photosynthèse, la plante doit réaliser une réaction difficile : oxyder l’eau en oxygène et elle utilise justement un oxyde mixte, de calcium et de manganèse. En effectuant un traitement thermique contrôlé des feuilles riches en manganèse, nous avons généré une espèce très proche, quasiment la même que l’espèce naturelle de la photosynthèse.

« Cette observation m’a immédiatement fait réfléchir au fait que si la nature a choisi cette association pour faire des oxydations difficiles, cela pourrait nous inspirer en chimie oxydante.« 

En effet, les réactions d’oxydation chimique conventionnelles utilisent des oxydants qui sont polluants et toxiques pour l’homme et l’environnement. Ils sont d’ailleurs désormais réglementés par la réglementation européenne de la chimie. Et là, je venais d’identifier une association d’espèces métalliques que la plante mettait à notre disposition, pour remplacer les oxydants traditionnels toxiques ! 

Il s’agit d’un exemple typique de chimie bio-inspirée, source d’idées concrètes pour remplacer la chimie conventionnelle. La Nature est la plus grande chimiste ; elle permet d’élaborer de nouveaux procédés inspirés des mécanismes naturels, qui sont le fruit d’une longue évolution ; ils sont très précis et mieux conçus que ce que l’homme est capable d’imaginer.

Ce raisonnement a été répété de nombreuses fois pour éprouver sa robustesse. Je l’ai développé à grande échelle pour montrer son fiabilité. De plus, il répond aux objectifs d’une valorisation chimique de la restauration minière respectueuse de l’environnement. Il s’agit en effet, d’être en cohérence avec les efforts initiaux d’écologie de restauration d’une biodiversité malmenée. Aujourd’hui, nous arrivons à produire des molécules à haute valeur ajoutée sans aucun emprunt synthétique, ou pétro-sourcé. Nous créons des molécules qui sont utiles à notre bien-être, notre santé ,uniquement avec des ressources naturelles abondantes. 

« Cette valorisation chimique doit permettre de soutenir les travaux de restauration minière de la Nouvelle Calédonie dans la durée en apportant des revenus économiques nécessaires aux efforts de restauration. »

D’autres projets similaires ont été construits au niveau international, mais chaque solution est locale. L’exemple de la Nouvelle-Calédonie est très intéressant, compte-tenu de la richesse en espèces métallophytes. En effet, avant de concevoir un programme de restauration minière, la première étape consiste faire un inventaire des plantes présentes à proximité de la parcelle à restaurer et de les sélectionner pour restaurer le site. Ainsi, par exemple, les plantes à installer en province Sud ne sont pas celles qui sont installées en province Nord. Cette démarche et la variété des espèces accumulatrices de métaux permettent de respecter scrupuleusement la biodiversité locale.

LCVE : Pensez-vous vraiment que cette chimie durable soit économiquement viable ?

Cette question est très importante. Modifier des procédés chimiques optimisés depuis longues dates est difficile. Cependant, les réglementations peuvent être sources d’innovation et de changements. Prenons l’exemple de l’industrie chimique européenne. Les réglementations successives induites par REACH conduisent à abandonner les oxydants et réactifs toxiques et écotoxiques, et encouragent à la recherche d’alternatives plus responsables.

Les éco catalyseurs oxydants qui dérivent des plantes accumulatrices de manganèse s’inscrivent dans cette démarche ; ils constituent des substituts aux oxydants mis en défaut par REACH, ne sont pas toxiques, sont totalement biosourcés et présentent une très bonne activité en chimie verte. Il ne faut pourtant pas être naïf, il faut rester compétitif face aux procédés classiques si nous voulons inciter l’industrie chimique à adopter ces nouveaux systèmes chimiques.

« Cela peut paraître paradoxal, mais il est nécessaire de développer une valorisation économique compétitive, pour que nos travaux intègrent un marché difficile et peu enclin aux changements. »

Si nous y parvenons, les solutions avantageuses pour l’environnement et les applications qui en découlent deviendront la force motrice des efforts de restauration. Et finalement, la chimie participera indirectement aux efforts écologiques.

Propos recueillis puis retranscrits par Jean-Victor Colombani–Jaffré.