Dominique Bazin

Activités de recherche :

L’étude de l’interaction entre une molécule (CO, NO, H2S ...) et un agrégat métallique de dimension nanométrique déposé sur un oxyde léger de grande surface spécifique constitue un premier domaine de recherche privilégié. Cet axe de recherche s’associe à différents thèmes parmi lesquels je distingue : le reformage catalytique et la postcombustion automobile essence ou diesel.

Le point de départ de ma recherche est donné par la publication de W. Brown et al. (J. Phys. Chem. B 104 (2000), 2578) sur les surfaces métalliques reprenant des travaux précédants. Ces auteurs distinguent deux classes de métaux de transition suivant le mode d’adsorption de la molécule NO : adsorption moléculaire ou chimisorption.

En ce qui concerne les agrégats métalliques de dimension nanométriques, différentes expériences montrent que l’adsorption d’une molécule peut conduire soit à leur croissance, soit à leur dissociation. J’ai proposé une corrélation entre les modes d’adsorption de la molécule (adsorption moléculaire / chimisorption) et la réponse de l’agrégat métallique face à cette adsorption (croissance / dissociation). Plusieurs expériences effectuées sur différents métaux de transition (Pt, Ru, Rh, Cu, Ir, Pd) s’inscrivent dans ce modèle. Il est intéressant alors de noter que l’influence de certains paramètres comme la température et la taille des agrégats se révèlent importants alors que d’autres associés au protocole de préparation ou à la nature du support le sont moins. Il apparait aussi de fait que le nombre d’électrons dans la bande d pilote la réactivité de l’agrégat. Ce modèle simple présente l’avantage de prévoir dans ces grandes lignes quelques réactions catalytiques simples basées sur l’adsorption de mélange NO+O₂ ou encore NO+O₂+HC (HC=hydrocarbure). En outre, en plus de la notion d’activité catalytique et de vieillissement du catalyseur, la notion de sélectivité de la réaction peut être abordée. Ce modèle est partagé au sein du nouveau GDR nanoalliage avec des théoriciens et consitue le centre d’un programme de recherche commun défini avec Pr. R.L. Johnston, Prof of computational chemistry, University of Birmingham, UK, le Prof. A. Fortunelli, Instituto per i processi chimico Fisici del CNR, Pisa, Italy et enfin Dr. D. Spanjaard, directeur de recherche émérite au CNRS. En parallèle, des expériences de sulfuration ont été effectuées en collaboration avec l’institut Français du Pétrole sur un projet accepté à l’ESRF.

Par ailleurs, je développe un second axe de recherche dédié à la biocatalyse. Il s’agit cette fois de comprendre l’influence d’oligoéléments comme le zinc dans la formation de cristallites minéraux. Un cas d’école est donné par les calculs rénaux où une collaboration avec Dr. M. Daudon dirigeant le laboratoire de biochimie A de l’hôpital Necker a été mise en place. Le protocole de caractérisation que nous avons suivi est basé sur la corrélation intime qui existe entre les caractéristiques physico-chimiques du calcul et la nature de la maladie lithiasique dont il est issu. Préciser les données structurales du calcul participe donc à une meilleure prise en charge de la pathologie. Plus récemment, je me suis engagé dans une étude plus large sur les calcifications pathologiques. Parmi celles-ci, on distingue les concrétions qui sont des solidifications de fluides biologiques suite à un processus de sursaturation (les calculs rénaux), les calcifications ectopiques qui sont des calcifications de tissus mous et enfin des calcifications qui sont initialement physiologiques (comme les dents ou les os) et qui deviennent pathologiques suite à une maladie comme l’ostéoporose ou l’arthrose. Cette approche plus globale me permet de prendre en compte la complexité des processus biochimiques mis en jeu dans la genèse des calcifications. Pour donner un exemple simple, certains calculs rénaux (concrétions) sont les conséquences d’un dysfonctionnement de la thyroïde, organe pour lequel ce dysfonctionnement induit dans certain cas des calcifications de même nature chimique (ectopiques cette fois). Il convient donc d’aborder le processus de calcification dans son ensemble en intégrant la physiologie.

Dans ce cadre, différents matériaux biologiques associés à des pathologies majeures (ostéoporose, arthrose, maladies cardiovasculaires, syndromes métaboliques) sont étudiés. Les expériences sont alors effectuées soit sur des dispositifs classiques (microscopie électronique à balayage, Diffraction des rayons X, Spectroscopie Infra rouge) soit sur des dispositifs implantés sur de grands instruments (Laboratoire Léon Brillouin : France, Soleil : France, KEK : Japon, ELLETTRA : Italie) ont été menées.