Historique, localisation de l’unité
Chers visiteuses et visiteurs,
Le Laboratoire de Réactivité et de Chimie des Solides (LRCS) a désormais plus de 55 ans. Créé en 1968 par le Professeur Michel FIGLARZ, spécialiste renommé de la synthèse de nouveaux matériaux en solution ou par « chimie douce 1 », le LRCS, à l'arrivée du Professeur Jean-Marie TARASCON en 1994, s'est résolument tourné vers les matériaux pour le stockage et la conversion de l'énergie. Depuis 2000, le LRCS est une Unité Mixte de Recherche du CNRS et de l’Université de Picardie Jules Verne à Amiens (UMR 7314), à l’origine de la création et du pilotage des réseaux ALISTORE (depuis 2004) et RS2E (depuis 2013). Depuis janvier 2008, le LRCS a été dirigé par Mathieu MORCRETTE à qui Christian MASQUELIER a succédé depuis le 1er janvier 2025. Depuis février 2017, le LRCS est hébergé dans un nouveau bâtiment de 5500 m2 appelé HUB de l’énergie, au 15 rue Baudelocque à Amiens.
Effectifs de l’unité
On comptabilise environ 140 personnes dans le HUB de l’Energie en lien très étroit avec les activités de recherche du LRCS, dont 4 entreprises hébergées dans le HUB : TIAMAT, G-Lyte, A2MAC1, CRYSTAL ENERGY. Il est important de souligner que notre activité scientifique est très largement réalisée en réseau (ALISTORE / DESTINY, RS2E) et qu’un nombre important de doctorants sont affiliés / codirigés par 2 Laboratoires.
Au 31 Décembre 2024, le LRCS est constitué de 35 personnels permanents (dont 12 femmes) et de 8 personnels en CDD / Appui à l’Administration et à la Recherche. Pour les permanents, il s’agit de 3 PAR (Personnels d’Appui à la Recherche, administratif), de 7 SAR (Personnels de Soutien à la Recherche, techniques), de 8 Professeur(e)s, de 11 Maître(sse)s de Conférences (dont 5 ont l’HDR), de 3 Directeurs de Recherche CNRS et de 3 Chargés de Recherche CNRS. Les personnels en CDD / Appui travaillent pour les nombreux projets que nous coordonnons et pour la plateforme de prototypage. L’âge moyen des personnels permanents du LRCS est de 47 ans
Le LRCS est piloté administrativement par Anne CHARBONNIER (CNRS), assistée de deux salariées de l’UPJV. Nous hébergeons également une dizaine de collaboratrices et collaborateurs en CCD pour administrer / gérer / piloter les nombreux projets, de formation, de valorisation ou de recherche, que nous piloton
Thématiques scientifiques
Le LRCS fonctionne selon une mono-équipe dont les activités sont consacrées aux matériaux pour le stockage et la conversion de l’énergie : batteries, plles à combustible, stockage de l’hydrogène, dispositifs photovoltaïques. L’ensemble des réalisations scientifiques du LRCS peut se décliner sous une forme « matricielle » qui présente l’avantage de lister de manière exhaustive notre champ d’action et de le rendre lisible. Ainsi, chaque article publié, chaque thèse soutenue, peuvent être « estampillés » selon une des 8 Technologies faisant appel (au minimum) à une des 9 Compétences et Méthodes des membres du LRCS.
Technologies : batteries Li-Ion, batteries Na-Ion, batteries organiques, batteries à flux redox, batteries tout solide, hydrures pour le stockage de l’hydrogène, cellules photovoltaïques à pérovskite, cellules photovoltaïques à colorants,
Compétences et méthodes : électrochimie, impression 3D de systèmes électrochimiques, synthèse, cristallochimie et mécanismes in situ / operando, spectroscopies et spectrométries, imagerie multidimensionnelle, data science et deep-learning pour la caractérisation, modélisation physique et modélisation par intelligence artificielle de systèmes électrochimiques.
Équipes, plateformes, services communs
Le LRCS accueille, dans le HUB de l’Energie, la Plateforme de Microscopie de l’UPJV. Les équipements de diffraction des Rayons X (du LRCS…) sont également mis à la disposition gratuitement des chercheurs de l’UPJV qui le souhaitent. Nous utilisons quotidiennement également la plateforme Analytique (Spectroscopie de Masse, RMN) et la plateforme de Calcul MATRICS de l’UPJV, qui dispose des nœuds de calcul dédiés au LRCS, hébergée aujourd’hui au MIPHI incluant un service amélioré.
Le LRCS gère, sous la responsabilité de Mathieu MORCRETTE, les plateformes de pré-transfert et de prototypage du réseau RS2E avec la capacité de fabriquer des éléments (batteries cylindriques) de type 18650 et Pouch-Cells.
La plateforme « d’Upscaling » de Matériaux : Créée fin 2015, cette plateforme a pour vocation de faciliter le développement de voies de synthèses de matériaux pour passer de quelques grammes à plusieurs centaines afin qu’ils puissent être évalués à l’échelle de la plateforme de prototypage de batteries et ainsi anticiper des transferts possibles vers l’industrie. Les investissements en équipements et sur les infrastructures ont permis d’avoir un outil hors du commun dans un laboratoire de recherche « académique ». Ils permettent la synthèse à l’échelle de la centaine de grammes de nombreux matériaux (électrodes, électrolytes solides inorganiques). En particulier, nos efforts se sont portés sur les matériaux d’électrodes positives (lamellaires, polyanioniques) pour la technologie Na-ion.
La plateforme de Prototypage de batteries : Historiquement, cette plateforme de prototypage a été créée en 1999 par J.M. TARASCON avec l’appui fort du CNRS. Mise en place par M. MORCRETTE, elle avait 3 objectifs : i) tester électrochimiquement des matériaux pour les Laboratoires français n’en possédant pas les outils, ii) la caractérisation in situ des mécanismes électrochimiques au sein des accumulateurs et iii) la formation. En 2013, le RS2E a décidé, pour favoriser le transfert de la recherche vers l’industrie, de financer des outils de fabrication de batteries de format 18650 (18 mm x 650 mm), dont les machines et équipements sont maintenant installés dans le nouveau bâtiment du HUB, avec de nombreux m2 ainsi qu’une salle sèche. La plateforme a été engagée aujourd’hui dans 4 grands projets concernant la fabrication de supercondensateurs hybrides (ANR IVEDS), l’intégration de matériaux d’électrodes positives à fortes capacités (projet ESA), la fabrication de prototypes à forte densité d’énergie ou de puissance (CELIA, IRT Saint Exupéry), le projet Na-ion du RS2E et ensuite TIAMAT. La plateforme a produit 2500 cellules pour des visseuses commercialisées par Leroy Merlin, une première mondiale en termes d’application des batteries Na-Ion.
Environnement d’animation de Recherche et de Formation
Le Laboratoire est fortement impliqué dans deux réseaux très actifs : le RS2E (Réseau français sur le Stockage Electrochimique de l’Energie) et ALISTORE (réseau européen sur les batteries). Il bénéficie de ce fait de financements de thèses et de post doctorants grâce aux soutiens de cotisations des industriels, des établissements et pour le RS2E (en plus du financement Labex), des prélèvements sur contrats de recherche. Ces deux réseaux sont pilotés administrativement par le Laboratoire. Dans la dynamique et les réalisations de ces réseaux, on mentionnera le projet DESTINY Co-Fund Marie Curie (50 thèses dans le réseau européen) et le Master MESC (renouvelé i-MESC en 2024) qui a fêté ses 20 ans e, 2024
Dans le domaine plus spécifique des batteries Redox-Flow, nous sommes partenaires du GDR du même nom, dont la direction est assurée depuis le 1er Janvier par Emmanuel BAUDRIN. Là encore, les volants « administratifs » et « financiers » sont gérés au Laboratoire.
Dans le domaine du photovoltaïque, nous faisons partie des 16 Laboratoires de recherche impliqués dans la Fédération FedPV, via les activités de Frédéric SAUVAGE. Nous avons établi également un partenariat fort avec l’IPVF ce qui nous a permis de diriger 3 thèses grâce à des financements d’industriels de l’IPVF.
Dans le domaine de l’hydrogène, nous adhérons et contribuons financièrement à la Fédération de Recherche sur l’hydrogène, FRH2, en particulier sur l’axe stockage de l’hydrogène via la découverte de nouveaux matériaux (Raphaël JANOT) et sur l’axe stockage stationnaire avec nos travaux sur la modélisation (Alejandro FRANCO).
Nous avons poursuivi notre implication dans l’Institut de Chimie de Picardie, institut regroupant le LRCS, le LG2A et les plateformes de caractérisation de l’UFR des Sciences. Pilotée par Matthieu BECUWE et Gwladys POURCEAU, cette Fédération de Recherche a été labélisée CNRS jusqu’en 2022 puis reprise par l’Université (suite à la désassociation CNRS du LG2A) pour être étendue thématiquement sur le périmètre A2U (Artois, UPJV, ULCO).
Nous sommes impliqués dans trois PEPR : Batteries, H2 et TASE au niveau des projets mais aussi de la gouvernance pour le PEPR Batteries (Mathieu MORCRETTE est directeur scientifique adjoint de ce PEPR). Ainsi nous émargeons dans 11 projets.
- Pour BATTERIES : BATMAN (fouille de données, Intelligence Artificielle, jumeaux numériques), FRISBI (batteries tout-solide à ion fluorure), OPENSTORM (caractérisation operando), DISCOVERY (batteries à circulation aqueuse redox organique), HIPOHYBAT (forte puissance Na-ion & hybride), SONIC (batterie organique anionique tout solide), LIMASSE (batteries tout solide Li-métal/NMC Li métal/C-S), HIPOBAT (projet Franco-allemand), EQUIBAT-CNRS (équipements PEPR) ;
- Pour TASE : Smart4Modules ;
- Pour H2 : SOLHID (Matériaux pour le stockage de l’H2).
Impliqués comme coordinateurs de nombreux Work Package dans ces projets, nous en pilotons 3 : EQUIBAT-CNRS (Mathieu MORCRETTE), HIPOBAT (Mathieu MORCRETTE) et LIMASSE (Christian MASQUELIER).
Nous sommes partenaires du projet MAIA, lauréat du PIA4 « excellence sous toutes ses formes » qui s’intéresse à la maîtrise des usages de l’Intelligence Artificielle sur l’axe Chimie et Intelligence Artificielle appliqué en particulier sur l’axe batteries (Alejandro FRANCO et Arnaud DEMORTIERE)
Également dans le cadre du PIA4 « excellence sous toutes ses formes », le projet E-SENSE ("Energy Storage sciENces for Sustainable arEas") porté par Matthieu BECUWE vient d’être lauréat (septembre 2023). Le projet s'inscrit dans la volonté de l'UPJV d'interroger et de trouver des solutions innovantes et durables aux problèmes énergétiques actuels et futurs, tout en favorisant la gestion autonome et la déconnexion du réseau des systèmes énergétiques.
Au niveau formation, avec l’installation des Gigafactories (Verkor, ACC, AESC, TIAMAT, PROLOGIUM) dans les Hauts-de-France, il existe un besoin important de formation à tous les niveaux (opérateurs, techniciens, ingénieurs) et dans de nombreuses spécialités (production, maintenance, électrique, R&D, …). Suite à l’initiative du SGPI, des appels à projets autour de la formation ont été lancés pour des métiers d’avenir (appelés CMA pour Compétences et Métiers d’Avenir). Nous émargeons à deux projets (Electro’mob et Fodublive) pour former / sensibiliser aux procédés de fabrication de batteries, en relation avec l’unité de prototypage.
Ces 2 projets de CMA s’appuient également sur un projet/label Campus des Métiers et des Qualifications d’excellence (CMQe) appelé Chimie, Energie, Innovation Territoriale (CEIT), déployé sur le territoire d’A2U. Localisé au HUB de l’énergie et animé par Laurent Gueude (financé par le rectorat), ce campus joue un rôle important pour valoriser l’attractivité des métiers de la chimie auprès des jeunes.
En ce qui concerne, la valorisation de nos activités, nous sommes en lien étroit avec CNRS Innovation qui a favorisé l’entrée du CNRS au capital de G-lyte et de TIAMAT et qui suit/a suivi deux programmes RISE de prématuration : PreeDeption porté par Arnaud DEMORTIERE et AIKEMICS par Alejandro FRANCO.
En conclusion
Laboratoire de recherche fondamentale sur des sujets très appliqués, le LRCS facilite le transfert technologique de la recherche vers l’industrie via l’accueil et l’animation des plateformes de pré-transfert du RS2E (prototypage de batteries 18650, sécurité, synthèse de matériaux). Nous travaillons donc étroitement avec plusieurs industriels (AMPERE-RENAULT, SAFT, EDF, SYENSQO, UMICORE, MERSEN, ...) pour éventuellement transférer nos découvertes et peut-être vous en faire bénéficier au quotidien. Le LRCS, unité de recherche très internationale, en lien avec un impressionnant réseau « d’anciens », souhaite offrir à ses collaborateurs un cadre et des conditions de travail de grande qualité permettant l’éclosion de jeunes talents, destinés à de belles carrières en milieu académique ou industriel.
Amiens, le 18 Février 2025
Christian MASQUELIER
Professeur à l’UPJV
Directeur du LRCS
