Avec AFP

Le Japonais Susumu Kitagawa, le Britannique Richard Robson et l’Américano-Jordanien Omar M. Yaghi ont obtenu le prestigieux prix «pour le développement des structures métallo-organiques», de nouvelles formes moléculaires.

Le Nobel de chimie 2025 a été décerné mercredi à un trio composé du Japonais Susumu Kitagawa, de Richard Robson, né en Grande-Bretagne, et de l’Américano-Jordanien Omar M. Yaghi «pour le développement des structures métallo-organiques», de nouvelles formes moléculaires, a annoncé le comité Nobel. «Ces constructions, les structures métallo-organiques, peuvent être utilisées pour récupérer l’eau de l’air du désert, capturer le dioxyde de carbone, stocker des gaz toxiques ou catalyser des réactions chimiques», a expliqué le jury dans un communiqué.

Tout a commencé en 1989 avec les travaux de Richard Robson, professeur à l’université de Melbourne en Australie. Inspiré par la structure tétraédrique du diamant, il eut l’idée de placer des ions cuivre aux sommets d’une molécule organique pyramidale. En répétant ce motif, il obtint la première structure métallo-organique, ayant cette particularité d’avoir de grandes cavités. S’il anticipa tout de suite le potentiel de telles structures, celle-ci était très instable et s’effondrait rapidement sur elle-même.

Ce sont les deux autres lauréats, Susumu Kitagawa, de l’université de Kyoto, et Omar Yaghi, de l’université de Berkeley, qui ont chacun de leur côté réussi dans les années 1990 à produire des structures stables. Susumu Kitagawaa mit au point une structure métallo-organique présentant des cavités en formes de tunnels ou de canaux remplies d’eau. La structure était suffisamment solide pour survivre à son séchage. Il devenait alors possible de la remplir de molécules de gaz venant d’adsorber sur les parois des cavités. Cela fonctionnait aussi bien avec le méthane, l’oxygène ou l’azote. La structure présentait en outre l’avantage de pouvoir être déformée, permettant par exemple de la tordre pour éjecter le gaz piégé à l’intérieur, laissant déjà entrevoir de très nombreuses applications potentielles.

Omar Yaghi a de son côté réussi à mettre au point des structures plus stables encore, en utilisant un cluster de carbone, de zinc et d’oxygène pour faire les nœuds de ce canevas et en les reliant avec des «barreaux» organiques constitués de groupes carboxyles. La structure cubique ainsi obtenue est non seulement particulièrement poreuse (une surface intérieure utile de la taille d’un terrain de foot pour piéger des molécules pour un volume extérieur d’un petit morceau de sucre), mais elle est extrêmement stable. Elle peut notamment résister à des températures pouvant aller jusqu’à 300°C. Il est en outre possible de modifier à l’envi les barreaux organiques pour l’adapter à l’usage désiré.

Depuis 20 ans, les industriels se sont emparés de cette nouvelle approche pour mettre au point toute une série d’applications : piéger le CO2 dans les fumées d’une usine ou les polluants éternels (PFAS) dans l’eau ; capturer les molécules d’eau ans l’air afin de produire de l’eau potable dans des régions désertiques ; récupérer les métaux rares dans les processus de recyclage par pyrolyse, etc.