Philippe Sautet

Philippe Sautet

Philippe Sautet est un chimiste français né le 8 mai 1961 à Salon-de-Provence (France). Il a été élu à l'Académie des sciences le 30 novembre 2010^[1]. Il est directeur de recherche au CNRS et travaille au laboratoire de chimie de l’École normale supérieure de Lyon.

Biographie

Philippe Sautet est ingénieur de l'École Polytechnique (Paris). Il a préparé sa thèse à l'Université de Paris (Orsay) de 1985 à 1988 sous la direction d'Odile Eisenstein^[2]. Il a ensuite été chercheur au CNRS dans l'Institut de Recherche sur la Catalyse (Villeurbanne, France) de 1988 à 1995, puis Visiting Scientist à Lawrence Berkeley Laboratory (Berkeley, Californie) de 1991 à 1992. À son retour des USA, il est maître de conférences puis professeur à l’École Polytechnique de 1993 à 2005 en même temps qu'il est directeur de recherche au CNRS à l'Institut de Recherche sur la Catalyse (Villeurbanne, France). Il a ensuite pris la direction de l'UMR 5182 (Laboratoire de Chimie de l’École normale supérieure de Lyon, France) entre 2003 et 2010). Il s'agit d'une équipe de recherche de 80 personnes^[3]. Il est également directeur de l’Institut de Chimie de Lyon, FR CNRS 3023 (1000 personnes) depuis 2007.

Travaux

Philippe Sautet^[4] a centré ses travaux sur les aspects théoriques de la catalyse hétérogène. Cette science en plein développement apporte des solutions aux problèmes sociétaux actuels en termes de procédés chimiques propres, de protection de l'environnement et de transformation l'énergie, par exemple pour l'utilisation de la biomasse. L'étude des surfaces participe également à l'essor actuel des nanotechnologies. Il s'est intéressé aux structures électroniques à l'interface gaz solide, à la modélisation des étapes élémentaires de catalyse hétérogène et à la microscopie par effet tunnel.

Une image du benzène par microscopie à effet tunnel : à gauche, l'image expérimentale ; à droite, l'image calculée

Il est à l'origine de la première simulation d’une image de microsocopie à effet tunnel pour une molécule adsorbée et de la première démonstration des capacités de la méthode de simulation développée^[5].

En 1998, il publie une des toutes premières études de réactivité en catalyse hétérogène par calcul DFT périodique. Ces travaux permettent de comprendre la différence de réactivité entre le palladium et le rhodium^[6].

Il est ensuite l'auteur de la détermination de la nature du site actif pour l’époxydation sur argent. Il fait alors la démonstration de la présence d’une couche mince d’oxyde dans les conditions de réaction^[7].

Il étudie pour la première fois d’adsorption d’une molécule chirale sur une surface métallique, montrant ainsi la mise en place d’un réseau 2D asymétrique et ses implications pour la catalyse hétérogène énantiosélective^[8].

Il publie le premier article sur la modélisation de la surface de l’alumine gamma, dans des conditions d’hydratation réalistes et il détermine la nature de la surface en fonction de la température de prétraitement^[9].

Il en vient ensuite à modéliser de petits agrégats d’or déposés sur des oxydes. Il peut alors étudier les sites de nucléation^[10].

Il parvient alors à faire une étude mécanistique complète de la régiosélectivité d’une réaction d’hydrogénation sur une molécule polyfonctionnelle. Cela permet de comprendre le rôle clef de l’étape de désorption du produit partiellement hydrogéné sur la sélectivité^[11].

Au même moment, il effectue la première modélisation de complexes organométalliques greffés sur une surface d’alumine et comprend le mécanisme de greffage. Il effectue également une détermination couplée expérience-théorie de la structure du site réactif en surface^[12].

Carbure de palladium formé dans les conditions réactionnelles de l’hydrogénation de l’acétylène.

Il montre alors que lors de l’hydrogénation sélective de l'acétylène, la surface du catalyseur de palladium n’est pas métallique, mais qu'il se forme un carbure de surface, responsable de la forte sélectivité en hydrogénation partielle. Cette démonstration utilise la spectroscopie in situ combinée à la simulation^[13].

Il démontre ensuite la possibilité de prédire la sélectivité d’une réaction catalytique hétérogène par une approche de corrélation, sur une molécule polyfonctionnelle (aldéhyde insaturé)^[14]. Ce travail a été souligné par un News and Views dans la revue Nature.

Il montre récemment que, lors de l’hydrogénation d’une double liaison sur le platine, la coordination de cette double liaison sur la surface n’est pas nécessaire. Il met en évidence un nouveau mécanisme à six centres pour l’hydrogénation catalytique hétérogène du butadiène, où la double liaison approche au dessus de l’hydrure. La discussion des différentes situations possibles montre que ce nouveau mécanisme est favorisé par rapport à celui avec coordination préalable^[15].

Distinctions

Il s'est vu décerné le prix Raymond Berr de l'école Polytechnique en 1985. Il a obtenu la médaille de bronze du CNRS en 1991 puis la médaille d'argent en 2007. Il a été récompensé par la division Catalyse de la société chimique de France en 1993 et par la l'Académie royale des sciences et des arts de Hollande avec le prix Descartes-Huygens en 1998. Il a reçu le prix Paul Pascal de l’Académie des Sciences en 2008.

Il a été élu à l'Académie des sciences en 2010.

Édition scientifique

Philippe Sautet est ou a été éditeur de nombreuses revues scientifiques internationales :

• Éditeur de la revue « catalysts and catalysed reactions » 2002-2004.
• Membre de l’international editorial board de « Surface Review and Letters» depuis 2000
• Membre de l’international editorial board du « New Journal of Chemistry » 2002-2005
• Membre de l’international editorial board du « Journal of Molecular Catalysis » 2002-2005
• Membre de l’international editorial board de « Surface Science » depuis 2006
• Membre de l’international advisory board de « ChemCatChem » depuis 2009
• Membre de l’international advisory board de « Topics in Catalysis » depuis 2010
• Membre de l’international advisory board de « Catalysis Letters » depuis 2010

Notes et références

1. ↑ http://www.academie-sciences.fr/academie/membre/Sautet_Philippe.htm
2. ↑ Sautet P. (1988). Etude théorique de la transmission électronique au long d’une chaîne polymère. Thèse de l'Université Paris XI.
3. ↑ http://www.ens-lyon.fr/CHIMIE/
4. ↑ http://perso.ens-lyon.fr/philippe.sautet/Philippe_Sautet.html
5. ↑ P. Sautet and C. Joachim "Calculation of the benzene on Rhodium STM images by the ESQC technique". Chemical Physics Letters, 185, 23 (1991).
6. ↑ D. Loffreda, D. Simon, P. Sautet "Molecular and dissociative chemisorption of NO on palladium and rhodium (100) and (111) surfaces: a density-functional periodic study". J. Chem. Phys., 108, 6447-6457 (1998).
7. ↑ C.I. Carlisle, D.A. King, M.-L. Bocquet, J. Cerda, P. Sautet. “ Imaging the surface and the interface atoms of an oxide film on Ag(111) by scanning tunneling microscopy : experiment and theory ”. Physical Review Letters, 84, 3899 – 3902 (2000)
8. ↑ L. A. M. M. Barbosa and P. Sautet. Stability of Chiral Domains produced by adsorption of Tartaric acid isomers on the Cu(110) surface : a periodic density functional study. J. Am. Chem. Soc. 123, 6639-6648 (2001).
9. ↑ M. Digne, P. Sautet, P. Raybaud, P. Euzen and H. Toulhoat. "Hydroxyl groups on g-Alumina Surface : a DFT Study”. J. Catal. 211, 1-5 (2002).
10. ↑ A. del Vitto, G. Pacchioni, F. Delbecq and P. Sautet. “Au atoms and dimers on the MgO(100) surface: a DFT study of nucleation at defects”. J. Phys. Chem. B 109, 8040-8048 (2005).
11. ↑ D. Loffreda, F. Delbecq, F. Vigné and P. Sautet “Chemo-Regioselectivity in Heterogeneous Catalysis : Competitive routes for C=O and C=C hydrogenations from a theoretical approach” J. Am. Chem. Soc. 128, 1316-1323 (2006).
12. ↑ J. Joubert, F. Delbecq, P. Sautet, E. Le roux, M. Taoufik, C. Thieuleux, F. Blanc, C. Coperet, C. Thivole-Cazat, Basset J.M. "Molecular understanding of alumina supported single-site catalysts by a combination of experiment and theory". J. Am. Chem. Soc. 128, 9157 (2006).
13. ↑ Detre Teschner, Zsolt Révay, János Borsodi, Michael Hävecker, Axel Knop-Gericke, Robert Schlögl, D. Milroy, S. David Jackson, Daniel Torres, Philippe Sautet. "Understanding Pd Hydrogenation Catalysts: When Nature of the Reactive Molecule Controls the Nature of the Catalyst Active Phase Angewandte Chemie" 47, 9274 (2008)
14. ↑ David Loffreda, Françoise Delbecq, Fabienne Vigné and Philippe Sautet. "Fast Prediction of Selectivity in Heterogeneous Catalysis from extended Brönsted-Evans-Polanyi Relations: A Theoretical Insight". Angewandte Chemie International Edition, 48, 8978 (2009).
15. ↑ F. Delbecq, D. Loffreda, P. Sautet. "Heterogeneous Catalytic Hydrogenation: Is Double Bond/Surface Coordination Necessary?" J. Phys. Chem. Lett., 1, 323-326 (2010).