Xavier CARRIER

Domaine d’expertise

Activités de recherche

L’ensemble de la démarche de recherche adoptée vise au design moléculaire du catalyseur (conception raisonnée). Cette démarche s’appuie sur l’étude de la spéciation du précurseur de la phase active, de son interaction avec une surface d’oxyde (le support) et de sa caractérisation par des méthodes spectroscopiques à l’échelle moléculaire tout au long de l’élaboration et de l’utilisation du catalyseur (interfaces oxyde/liquide et oxyde/gaz). Le cadre général vise à démontrer que le rôle du support (alumine, silice, dioxyde de titane, zircone…) est beaucoup plus large qu’un simple dispersant physique et qu’il peut jouer le rôle de réactif, de ligand et de réservoir (nanoréacteur). Cette recherche repose sur la combinaison de différentes spectroscopies capables de fournir une information à l’échelle moléculaire (Raman, XPS, IR…). Le rayonnement synchrotron et la spectroscopie EXAFS occupent une place centrale. Les axes de recherche développés depuis quelques années sont centrés sur l’utilisation de systèmes modèles pour l’élaboration et la caractérisation de catalyseurs hétérogènes. Cette approche repose sur une démarche de type science des surfaces sur supports monocristallins pour modéliser le comportement de catalyseurs réels en élaborant des catalyseurs en conditions ambiantes par des méthodes conventionnelles de dépôt de précurseurs métalliques en phase aqueuse sur des substrats monocristallins. Cette approche, alliant méthodes de préparations conventionnelles et surfaces idéales (typiques de l’ultravide) peut se résumer sous le terme de science des surfaces en phase aqueuse. L’étude de l’interface solide/liquide (structuration, spéciation, modes d’adsorption…) pour l’élaboration et/ou la réactivité de systèmes catalytiques hétérogènes constitue une voie de développement majeur. Les applications principales sont tournées vers la production de carburants à partir de ressources fossiles ou renouvelables (Hydrotraitement, Fischer-Trospch).

 Activités d'enseignement

 Catalyse

Master 2 :

✓ 5C609 (depuis 2009): Catalyse : Matériaux et réactivité (spécialité Matériaux). Introduction aux différents aspects de la catalyse hétérogène, depuis les catalyseurs-modèles, en passant par la synthèse rationnelle de catalyseurs supportés, jusqu’à l’application industrielle.

Cours : « Du support à la réaction : étude de l’alumine ».

Responsable de l’UE depuis 2015.

✓ 5C804 (depuis 2010) : Procédés catalytiques (spécialité Ingénierie chimique). Introduction aux notions de réacteurs catalytiques, des grands procédés catalytiques et de la cinétique. Le rôle de la catalyse hétérogène dans ces procédés est décrit ainsi que l’élaboration des catalyseurs et le suivi de leur mode de fonctionnement.

Cours : « Elaboration de catalyseurs hétérogènes ».

✓ MTX5 (depuis 2012) : Matériaux et développement durable (Polytech Paris UPMC). Enseignement d’ouverture orienté vers la R&D pour présenter aux étudiants en dernière année d’école les problématiques du développement durable.

Cours : « Catalyse et biocarburants ».

 Master 1 :

✓ 4C013 (depuis 2014): Chimie et énergie (Master de chimie). Enseignement visant à fournir à des étudiants chimistes généralistes les clefs de lecture nécessaires à la compréhension des enjeux chimiques et sociétaux associés à la production d’énergie : énergie solaire et cellules photovoltaïques, énergie électrique, carburants issus de ressources fossiles ou renouvelables : raffinage et biocarburants.

Cours et TD : « Carburants issus de ressources fossiles ou renouvelables  ».

Responsable de l’UE.  

Chimie inorganique

Master 1 :

✓ 4C601  (depuis 2009): Chimie des matériaux (Master de chimie). Comprendre, justifier et rationaliser les stratégies de synthèse d’un matériau polymère ou d’un solide inorganique. La formation des oxydes inorganiques est abordée depuis la chimie des cations en solution jusqu’à la précipitation de poudres compactes ou poreuses.

TD et TP : « Chimie des matériaux inorganiques ».

✓ Tutorat de stage : 1 à 2 étudiants par an en stage à l’étranger.

Président et membre du jury pour les soutenances de stage

 Chimie des solutions, chimie générale et chimie du solide

Licence 1:

✓ 1C002 (depuis 2012) :    

Chimie des solutions. Enseignement des grandes notions de la chimie des solutions en traitant des différentes familles de réactions en solution (acide-base, complexation, dissolution, précipitation, redox).

Structure des cristaux. Connaître les différents types de solide. Savoir décrire les structures cristallines types. Prédire une structure crsitalline.

Cours : « Chimie des solutions ».

Cours-TD : « Structure des cristaux ».