Habilitation à dirger des recherches de Claire Pirm

Habilitation à diriger des recherches de Claire Pirim - laboratoire PhLAM

Résumé :

Ce mémoire présente la trajectoire scientifique que j'ai construite depuis ma première publication. Mes recherches s’intègrent dans le domaine de la physique moléculaire avec une perspective interdisciplinaire, comprenant, depuis ma nomination en 2014 à l'Université de Lille, des applications en sciences de l'environnement et de l'univers.

Dans le domaine de l'environnement, mes travaux explorent, d'un point de vue physico-chimique, les propriétés physiques, les réactions chimiques, l'évolution et la caractérisation des particules ou molécules impliquées dans les processus atmosphériques, en utilisant tant des instruments commerciaux que des dispositifs conçus sur mesure. La recherche vise à comprendre les processus se déroulant dans la phase condensée et à l'interface solide-gaz. Pour ce faire, nous caractérisons la composition de surface et la nanostructure des aérosols, tout en étudiant les mécanismes d'action des noyaux glaçogènes ainsi que les facteurs régissant leur activité. Nous avons mis au point une approche intégrée, associant des méthodes de collecte d'échantillons, des analyses multi-techniques et un traitement statistique avancé des ensembles de données. Ce cadre analytique robuste a apporté une contribution significative au projet européen PEMs4Nano et démontre comment la recherche en laboratoire peut soutenir les initiatives politiques européennes. Les questions de décarbonation et de transition énergétique sont abordées sous l'angle de la technologie des hydrates de gaz. Nous étudions les conditions de formation des hydrates de gaz dans les environnements naturels et leurs applications industrielles potentielles, notamment pour la capture et le stockage du carbone, la récupération du gaz naturel et le dessalement de l'eau de mer. Nous avons développé une méthode analytique novatrice basée sur la micro-spectroscopie Raman, appuyée par une méthodologie rigoureuse, afin d'extraire des paramètres qualitatifs et quantitatifs essentiels pour évaluer les performances des hydrates de gaz dans diverses applications. Dans le cadre du projet européen Interreg2seas : Carbon2Value, nous avons mené avec succès des expériences et recueilli des données de performance sur la capture de CO₂ à partir d'un analogue de gaz de combustion via ce processus de séparation basé sur les hydrates.

Enfin, nous avons étendu nos activités de recherche aux applications paléo-environnementales. Nous avons développé un dispositif unique capable de réaliser des analyses de microfossiles à résolution micrométrique, en utilisant une méthode laser à faible fragmentation pour l'identification des composés organiques (HR-L2MS). Cet instrument offre un potentiel significatif pour l'analyse moléculaire d'échantillons rapportés par des missions spatiales ou de microfossiles. Il a été utilisé avec succès pour explorer les archives sédimentaires et approfondir notre compréhension de l'inventaire organique et des biomarqueurs, éléments clés pour contraindre la coévolution de la vie et de l'environnement sur la Terre primitive. Parallèlement, la technique HR-L2MS a été utilisée pour étudier l'inventaire organique des météorites chondrites carbonées, tandis que l'application combinée de HR-L2MS et de la spectroscopie vibrationnelle a fourni des informations précieuses sur leur histoire thermique et aqueuse ainsi que sur les propriétés d’analogues de poussières de carbone interstellaires produits par plasma froid. Ce succès a conduit au dépôt d'une proposition collaborative dans le cadre du programme PEPR France 2030, laquelle a été retenue pour financement (2023-2029). Ce financement nous permettra de concevoir et de développer un instrument unique de spectrométrie de masse par désorption-ionisation laser en deux étapes, à très haute résolution (µL2-vHR-MS), afin d'obtenir des informations essentielles sur les météorites, les échantillons rapportés par les missions spatiales et les archives sédimentaires.