Le patrimoine artistique et archéologique métallique cuivreux nécessite une protection spécifique contre la corrosion. Pour ces œuvres, la présence d’une couche épaisse de produits de corrosion doit être préservée, ce qui impose des contraintes supplémentaires, et rend les produits industriels existants peu adaptés. De plus, la protection doit-être performante, facilement applicable, et non toxique pour les usagers et l’environnement [1].

Deux équipes du NIMBE (LAPA et LEDNA) se sont orientées vers l'étude de procédés sol-gel dopé en acides carboxyliques [3], composés complexants du cuivre, à même de générer un effet hydrophobe protecteur en surface.

Les analyses structurales et chimiques ont permis de caractériser la couche de protection formée sur des échantillons de cuivre corrodés depuis une centaine d’années. Il est montré que le "sol" a pénétré et gélifié à l’intérieur des porosités de la couche de produits de corrosion et que l’acide carboxylique a bien complexé le cuivre et reste présent en excès. La surface poreuse est ainsi rendue hydrophobe.

La formulation de cette solution de protection doit maintenant être optimisée pour permettre l'application par pulvérisation dans des conditions environnementales variables et la rendre compétitive sur le marché de la restauration.

Le monoxyde de carbone (CO) est un composant essentiel de l’industrie pétrochimique, permettant de former des monomères, briques de base pour la production de polymères et plastiques. Dans le cadre d’un programme de recherche autour de l’utilisation de CO comme intermédiaire réactif issu de ressources renouvelables (dont le CO₂), l'équipe du NIMBE/LCMCE a élaboré de nouveaux systèmes catalytiques permettant :

• de limiter l’usage des métaux, en les substituant en partie par des co-catalyseurs à base de fluorophosphoniums (R₃PF⁺),
• de concevoir une nouvelle synthèse d’anhydride succinique C₄H₄O₃, un monomère, à partir d’acide acrylique CH₂=CHCOOH et de monoxyde de carbone.

Ces travaux ont fait l’objet de deux publications et de deux demandes de brevets.

Face à la nécessaire transition énergétique pour éviter l'émission massive de CO₂ liée à l'usage des produits pétroliers, la filière hydrogène-énergie verte est souvent mise en avant. Par ailleurs, les besoins de la chimie nécessitent aussi une source d'hydrogène non issue de produits carbonés fossiles. Une voie de production de cet hydrogène est la dissociation photocatalytique de l’eau qui utilise le rayonnement solaire associé à un photocatalyseur.

L'étude de l'équipe LEDNA du NIMBE en collaboration avec l'ICPEES, montre que les surfaces de nano-diamants oxydés produits par détonation permettent d'obtenir un bon rendement photo-catalytique,de production de H₂ équivalent à celui obtenu avec des nanoparticules de TiO₂, qui constitue une référence dans ce domaine.

L'IRM (basée sur la Résonance Magnétique Nucléaire - RMN)* est une méthode d'analyse et d'imagerie bien connue pour son utilisation en médecine pour le diagnostic clinique. La technique est également très utilisée en chimie, biologie ou encore pour l'étude des matériaux.

Une nouvelle méthode, récemment développée et basée sur l'IRM, permet d'explorer l'aimantation locale de surface d'un objet. Applicable à l'étude de processus électrochimiques, la méthode peut ainsi permettre d'améliorer les dispositifs de stockage d'électricité des équipements nomades.

Cette technique originale, mise au point sur la plateforme RMN du NIMBE au CEA-Saclay, utilise un spectromètre RMN à grande ouverture (Brücker Avance - Super-Wide-Bore NMR instrument NEO, 7T), des techniques avancées d'IRM et des capteurs RF ultra-sensibles fabriqués sur mesure. Ce nouveau procédé d'analyse a pu être mis en œuvre avec succès pour l'étude operando de batteries. Elle révèle en particulier une série de phénomènes électrochimiques fondamentaux, associés au transport des ions lithium dans les matériaux d’électrode positive de cellules Li-ion commerciales de type "pouch".