Olivier Lafon

Professeur à l’Université Lille 1, il parle de spectroscopie RMN des solides. Sa semaine sur En Direct Du Labo.

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Je suis professeur à l’université de Lille. J’enseigne la chimie et j’effectue mes recherches au sein de l’Unité de Catalyse et de Chimie du Solide (UCCS, uccs.univ-lille1.fr), une unité mixte du CNRS et de différents établissements d’enseignement supérieur de la région Nord-Pas de Calais (université de Lille, Ecole Nationale Supérieure de Chimie, Ecole Centrale de Lille et Université d’Artois). Plus précisément, je travaille dans l’axe Chimie du Solide de cette unité et dans l’équipe intitulée RMN et matériaux inorganiques (RM2I). Les autres membres de l’équipe sont Jean-Paul Amoureux, Laurent Delevoye, François Méar, Lionel Montagne, Frédérique Pourpoint et Julien Trébosc. Cette année, je suis également professeur invité de l’académie des sciences de Chine. Je vais donc environ deux mois en Chine. Mon laboratoire, l’UCCS, fait partie de l’Infrastructure de Recherche en Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) à Très Haut Champ (IR-RMN THC, http://www.ir-rmn.fr/), qui permet à l’ensemble des chercheurs français d’avoir accès à des spectromètres RMN à très haut champ magnétique. Je suis aussi fortement impliqué dans le projet de l’IR-RMN pour installer un spectromètre RMN haute-résolution 1,2 GHz (soit un champ magnétique de 28 T) pour l’étude des liquides et des solides. Ce spectromètre RMN, qui sera le premier de ce type en France, sera implanté à l’université de Lille.

Mes activités de recherche portent sur le développement de nouvelles méthodes de spectroscopie par RMN et leur utilisation pour la caractérisation des matériaux inorganiques et hybrides. Cette spectroscopie, qui a connu des développements spectaculaires depuis une vingtaine d’années, fournit aujourd’hui des informations uniques sur un grand nombre de matériaux (polymères, matériaux pour l’énergie, biomatériaux, nanomatériaux, catalyseurs). En effet, cette technique permet de sonder l’environnement local et les mouvements des atomes en observant le moment magnétique de certains noyaux (1H, 13C, 27Al…). La spectroscopie RMN est notamment utile pour observer les défauts ou caractériser des matériaux désordonnés (matériaux de batterie ou pile à combustible…), hétérogènes (catalyseurs, nanomatériaux…) ou amorphes (polymères, verres…).

Mes travaux de recherche visent à mieux comprendre la structure des sites actifs des catalyseurs hétérogènes qui sont aujourd’hui  utilisés dans plus de 80% des procédés de l’industrie chimique et constituent des solutions prometteuses pour le développement durable. D’un point de vue fondamental, ces travaux permettent aussi de mieux comprendre comment la présence d’une surface, d’une interface ou le confinement de la matière sur des échelles spatiales de l’ordre du nanomètre modifient l’environnement local des atomes. Ces percées scientifiques nécessitent souvent des développements instrumentaux ou méthodologiques dans le domaine de la spectroscopie RMN. Je travaille ainsi activement depuis 2009 sur l’utilisation de la polarisation dynamique nucléaire (Dynamic Nuclear Polarization, DNP, en anglais) pour palier à la faible sensibilité intrinsèque de la RMN. Une autre partie importante de mon travail consiste à développer des séquences d’impulsions radiofréquence afin d’obtenir par RMN des informations structurales nouvelles. Je m’intéresse aussi aux méthodes, tels que l’échantillonnage non-uniforme,  pour l’acquisition rapide de spectres RMN à plusieurs dimensions. Mes projets de recherche actuels comportent aussi des développements instrumentaux pour améliorer les sondes RMN, notamment celles utilisées dans les aimants RMN à très haut champ magnétique.

Une autre part importante de mon travail est l’enseignement. J’ai enseigné différents cours à différents niveaux (chimie organique et chimie générale en première année de médecine, colles en PC*, la physique, et notamment l’électromagnétisme et l’électricité, en prépa intégrée aux écoles d’ingénieurs de la fédération Gay-Lussac, la RMN des liquides et des solides au niveau master, la chimie des solutions et l’atomistique en licence…). Enseigner permet souvent d’approfondir ses connaissances, d’élargir sa culture scientifique, d’améliorer ses compétences pédagogiques… C’est parfois aussi une source d’inspiration pour mon activité de recherche.

Comment suis-je tombé dans le bain de la chimie, des matériaux et de la RMN à l’université de Lille ? Comme toujours, ça tient, à la fois, à une inclination personnelle, des rencontres et le hasard. Après le bac, j’ai fait deux ans de prépa (PCSI et PC*) au lycée Pierre de Fermat à Toulouse. Mes enseignants de chimie étaient très sympas et leur passion pour cette discipline était communicative. A l’issue de la prépa, j’ai intégré l’Ecole Normale Supérieure de Lyon où j’ai fait de la chimie et un peu de physique. Lors d’un stage de licence, je me suis rendu compte que la chimie organique n’était pas aussi prédictive que j’avais pu l’imaginer auparavant, mais que l’analyse des spectres RMN de cyclodextrine était assez amusante. De plus, j’avais comme enseignant à l’ENS Lyon, Lyndon Emsley, un spécialiste de RMN des solides. Ses cours m’ont convaincu qu’il y avait encore des choses à chercher en RMN des solides. Après avoir réussi l’agrégation de sciences physiques (option chimie), j’ai fait un DEA de physico-chimie, puis une thèse sur l’analyse stéréochimique par RMN dans les cristaux liquides chiraux à l’université Paris-Sud sous la direction de Jacques Courtieu et Philippe Lesot. J’ai ensuite effectué un post-doctorat au CEA Saclay où j’ai appris la RMN des solides et j’ai réalisé les premières manips RMN 3H dans les conditions de rotation à l’angle magique. J’ai ensuite été recruté comme maître de conférences à l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Lille au sein de l’UCCS, puis comme professeur à l’université de Lille tout en restant dans la même équipe de recherche. On voit que mon parcours professionnel s’accompagne d’une lente remontée vers Nord (Toulouse, Lyon, Paris, Lille).

Outre la science, j’aime bien la peinture, l’opéra, la littérature et les différentes formes de la création artistique. J’ai fait un peu de chant et de théâtre en amateur. Mais depuis la naissance de mon fils, j’ai moins de temps. Twitter est un medium intéressant où l’on trouve plein d’informations précieuses, utiles ou futiles, et des gens passionnants. Mon compte twitter personnel est @LafonOlivier.