Patrice Simon

Patrice Simon
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(55 ans)
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Nam Bui (), François Gervais
Distinctions
Médaille d'argent du CNRS ()
Lauréats Clarivate des chercheurs les plus cités (en) ()
Grand prix Pierre-Süe ()

Patrice Simon (né en 1969) est un chimiste français spécialisé dans le domaine de la science des matériaux et de l’électrochimie. Depuis 2007, il est professeur à l’Université de Toulouse (anciennement Université Toulouse III Paul Sabatier).

Ses travaux portent sur la synthèse et la caractérisation de matériaux pour le stockage électrochimique de l’énergie, notamment pour les systèmes de puissance (supercondensateurs et batteries). Plus précisément, il développe des techniques avancées de caractérisations électrochimiques afin de comprendre les mécanismes de stockage des charges en milieu confiné, un sujet de recherche qu’il a initié en 2006 avec Yury Gogotsi.

Il est actuellement Directeur du réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie RS2E[1]. Aux côtés de Hélène Burlet (CEA), il dirige également le "Programmes et Equipements Prioritaires de Recherche" (PEPR) Batteries[2] financé dans le cadre de la stratégie national d'accélération sur les batteries[3].

Patrice Simon est membre de l’Académie des sciences[4] et de l’Académie des technologies[5]. Il a également été nommé membre de l’Académie européenne des sciences[6] et de l’Academia Europaea[7].

Biographie

Patrice Simon a étudié à l'École Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et Technologiques (ENSIACET) à Toulouse, où il a obtenu une maîtrise en métallurgie (1992) et un doctorat en science des matériaux (1996). Il a ensuite travaillé comme professeur adjoint d'électrochimie au Conservatoire national des arts et métiers de Paris, puis à partir de 2001 au Centre inter-universitaire de recherche d'ingénierie des matériaux (CIRIMAT), Université Paul Sabatier, Toulouse[8]. Il a obtenu son doctorat de l'Université Paul Sabatier en 2002 et a été nommé professeur titulaire de science des matériaux au CIRIMAT en 2007[8]. Il a été promu professeur en 2014.

Simon a étudié à l'École Nationale Supérieure des Ingénieurs en Arts Chimiques et Technologiques (ENSIACET) à Toulouse, où il a obtenu un master en métallurgie en 1992, puis un doctorat en science des matériaux en 1996. Par la suite, il a travaillé comme maître de conférences en électrochimie au Conservatoire National des Arts et Métiers à Paris, puis à partir de 2001, au laboratoire CIRIMAT de science des matériaux de l’Université Paul Sabatier à Toulouse. Il a obtenu son habilitation à diriger des recherches (HDR) à l’Université Paul Sabatier en 2002 et a été nommé Professeur des Universités en science des matériaux au CIRIMAT en 2007. Il a été promu Professeur de Classe Exceptionnelle en 2014[9].

De 2010 à 2017, il a été Directeur de l’Institut Européen de Recherche ALISTORE ERI[10]. Il a reçu deux bourses ERC (European Research Council), en 2012[11] et en 2020[12].

Contributions à la recherche

Les supercondensateurs sont des dispositifs de stockage d'énergie ayant une forme comparable à celle des batteries, mais offrant une puissance plus élevée ainsi qu'un cycle de charge plus long. Un type de supercondensateurs, appelés condensateurs électrochimiques à double couche (EDLC), utilise du carbone poreux à haute surface spécifique comme matériau actif. Dans ces dispositifs, le stockage de la charge s’effectue de manière électrostatique sous polarisation à l’interface électrolyte/carbone, par adsorption réversible d’ions provenant de l’électrolyte sur la surface du carbone.

En collaboration avec le professeur Yury Gogotsi (Université Drexel, États-Unis), il a démontré que les ions issus de l’électrolyte pouvaient se désolvatent partiellement afin d’accéder à de très petits nanopores (considérés auparavant comme inaccessibles) présents dans les électrodes en carbone poreux (Science, 2006[13]). Ses recherches pourraient conduire à des avancées dans les produits commerciaux. Des approches de modélisation ont été développées en collaboration avec des théoriciens pour décrire la dynamique et l’organisation des ions dans les pores confinés[14],[15],[16].

Il a mis en évidence expérimentalement le concept de désolvation ionique à l’aide de techniques électrochimiques avancées, telles que la microbalance électrochimique à quartz (Electrochemical Quartz Crystal Microbalance, EQCM)[17],[18],[19].

Le concept de désolvation ionique au cours de l’adsorption, ainsi que l’augmentation de la capacité de stockage, a également été observé dans des électrodes en oxyde de graphène réduit (rGO)[20], soulignant le rôle clé des interactions spontanées entre la surface carbonée et l’électrolyte. Ces interactions peuvent être décrites par le potentiel zêta ou son équivalent, le potentiel de charge nulle (PZC)[21],[22],[23].

L'effet de confinement et l’augmentation de capacité associée ont aussi été observés dans des matériaux bidimensionnels (2D), tels que les MXènes, qui stockent la charge par des réactions rédox rapides[24], faisant du stockage sous confinement un concept central pour la conception de matériaux de charge rapide destinés aux batteries à haute puissance[25].

Prix et distinctions

2024

Highly Cited Researcher 2024[26]

2023

Highly Cited Researcher 2023[26]

2022

Highly Cited Researcher 2022[26]

2021

Highly Cited Researcher 2021[26]

2020

Membre de l'European Academy Of Sciences[6]

Highly Cited Researcher 2020[26]

Bourse ERC Synergy "MoMa-STOR" en collaboration avec le Professeur Markus Antonietti[12]

2019

Membre de l'Académie des sciences[4]

Professeur honoraire à Beijing University of Chemical Technology[27]

Highly Cited Researcher 2019[26]

Membre de l'Academia Europaea[7]

Grand Prix Pierre-Süe de la Société chimique de France[28]

2018

Membre de l'Académie des technologies[5]

Clarivate Citation Laureates[29]

Highly Cited Researcher 2018[26]

Prix Brian Conway (International Society of Electrochemistry)

2017

Membre senior de l'Institut Universitaire de France[30]

2016

Membre de la International Society of Electrochemistry[31]

Highly Cited Researcher 2016[26]

Prix de la conférence Lee Hsun sur la science des matériaux, Académie chinoise des sciences

2015

Médaille d'argent du CNRS[11]

Prix RUSNANOPRIZE des nanotechnologies[32]

Médaille Charles Eichner de la Société française de métallurgie et de matériaux[33]

2012

Bourse ERC Advanced Grant "IONACES"[11]

Chaire d'excellence de la Fondation du groupe Airbus

2009

Prix Tajima de la International Society of Electrochemistry

2007

Membre junior de l'Institut Universitaire de France[30]

Notes et références

  1. ↑ « Notre équipe », sur RS2E (consulté le )
  2. ↑ « Qu'est-ce que le PEPR Batteries ? », sur PEPR Batteries (consulté le )
  3. ↑ « Batteries », sur Agence nationale de la recherche (consulté le )
  4. ↑ a et b « Patrice Simon | Académie des sciences », sur www.academie-sciences.fr (consulté le )
  5. ↑ a et b « Simon Patrice », sur Académie des technologies (consulté le )
  6. ↑ a et b (en-US) « Members - European Academy of Sciences », (consulté le )
  7. ↑ a et b « Academy of Europe: Simon Patrice », sur www.ae-info.org (consulté le )
  8. ↑ a et b « About », sur Patrice Simon (consulté le )
  9. ↑ « Accueil », sur www.patrice-simon.fr (consulté le )
  10. ↑ « Presentation », sur alistore.eu (consulté le )
  11. ↑ a b et c « Patrice Simon | CNRS », sur www.cnrs.fr (consulté le )
  12. ↑ a et b (en) « ERC announces 34 new Synergy Grants », sur ERC (consulté le )
  13. ↑ J. Chmiola, G. Yushin, Y. Gogotsi et C. Portet, « Anomalous Increase in Carbon Capacitance at Pore Sizes Less Than 1 Nanometer », Science, vol. 313, no 5794,‎ , p. 1760–1763 (DOI 10.1126/science.1132195, lire en ligne, consulté le )
  14. ↑ (en) Ryusuke Futamura, Taku Iiyama, Yuma Takasaki et Yury Gogotsi, « Partial breaking of the Coulombic ordering of ionic liquids confined in carbon nanopores », Nature Materials, vol. 16, no 12,‎ , p. 1225–1232 (ISSN 1476-4660, DOI 10.1038/nmat4974, lire en ligne, consulté le )
  15. ↑ (en) C. Merlet, C. Péan, B. Rotenberg et P. A. Madden, « Highly confined ions store charge more efficiently in supercapacitors », Nature Communications, vol. 4, no 1,‎ , p. 2701 (ISSN 2041-1723, DOI 10.1038/ncomms3701, lire en ligne, consulté le )
  16. ↑ (en) Céline Merlet, Benjamin Rotenberg, Paul A. Madden et Pierre-Louis Taberna, « On the molecular origin of supercapacitance in nanoporous carbon electrodes », Nature Materials, vol. 11, no 4,‎ , p. 306–310 (ISSN 1476-4660, DOI 10.1038/nmat3260, lire en ligne, consulté le )
  17. ↑ Wan-Yu Tsai, Pierre-Louis Taberna et Patrice Simon, « Electrochemical Quartz Crystal Microbalance (EQCM) Study of Ion Dynamics in Nanoporous Carbons », Journal of the American Chemical Society, vol. 136, no 24,‎ , p. 8722–8728 (ISSN 0002-7863, DOI 10.1021/ja503449w, lire en ligne, consulté le )
  18. ↑ (en) John M. Griffin, Alexander C. Forse, Wan-Yu Tsai et Pierre-Louis Taberna, « In situ NMR and electrochemical quartz crystal microbalance techniques reveal the structure of the electrical double layer in supercapacitors », Nature Materials, vol. 14, no 8,‎ , p. 812–819 (ISSN 1476-4660, DOI 10.1038/nmat4318, lire en ligne, consulté le )
  19. ↑ Jamie W. Gittins, Kangkang Ge, Chloe J. Balhatchet et Pierre-Louis Taberna, « Understanding Electrolyte Ion Size Effects on the Performance of Conducting Metal–Organic Framework Supercapacitors », Journal of the American Chemical Society, vol. 146, no 18,‎ , p. 12473–12484 (ISSN 0002-7863, PMID 38716517, PMCID 11082900, DOI 10.1021/jacs.4c00508, lire en ligne, consulté le )
  20. ↑ (en) Kangkang Ge, Hui Shao, Encarnacion Raymundo-Piñero et Pierre-Louis Taberna, « Cation desolvation-induced capacitance enhancement in reduced graphene oxide (rGO) », Nature Communications, vol. 15, no 1,‎ , p. 1935 (ISSN 2041-1723, DOI 10.1038/s41467-024-46280-1, lire en ligne, consulté le )
  21. ↑ Jianglin Ye, Yih-Chyng Wu, Kui Xu et Kun Ni, « Charge Storage Mechanisms of Single-Layer Graphene in Ionic Liquid », Journal of the American Chemical Society, vol. 141, no 42,‎ , p. 16559–16563 (ISSN 0002-7863, DOI 10.1021/jacs.9b07134, lire en ligne, consulté le )
  22. ↑ (en) Yih-Chyng Wu, Jianglin Ye, Gengping Jiang et Kun Ni, « Electrochemical Characterization of Single Layer Graphene/Electrolyte Interface: Effect of Solvent on the Interfacial Capacitance », Angewandte Chemie International Edition, vol. 60, no 24,‎ , p. 13317–13322 (ISSN 1521-3773, PMID 33555100, PMCID 8252098, DOI 10.1002/anie.202017057, lire en ligne, consulté le )
  23. ↑ (en) Kangkang Ge, Hui Shao, Zifeng Lin et Pierre-Louis Taberna, « Advanced characterization of confined electrochemical interfaces in electrochemical capacitors », Nature Nanotechnology, vol. 20, no 2,‎ , p. 196–208 (ISSN 1748-3395, DOI 10.1038/s41565-024-01821-z, lire en ligne, consulté le )
  24. ↑ (en) Xuehang Wang, Tyler S. Mathis, Ke Li et Zifeng Lin, « Influences from solvents on charge storage in titanium carbide MXenes », Nature Energy, vol. 4, no 3,‎ , p. 241–248 (ISSN 2058-7546, DOI 10.1038/s41560-019-0339-9, lire en ligne, consulté le )
  25. ↑ (en) Simon Fleischmann, Yuan Zhang, Xuepeng Wang et Peter T. Cummings, « Continuous transition from double-layer to Faradaic charge storage in confined electrolytes », Nature Energy, vol. 7, no 3,‎ , p. 222–228 (ISSN 2058-7546, DOI 10.1038/s41560-022-00993-z, lire en ligne, consulté le )
  26. ↑ a b c d e f g et h (en) « Web of Science » [archive du ], sur www.webofscience.com (consulté le )
  27. ↑ « 我校聘任法国Paul Sabatier大学Patrice Simon 教授为名誉教授 », sur cmse.buct.edu.cn (consulté le )
  28. ↑ « Archives des Pierre Süe », sur Société Chimique de France (SCF) (consulté le )
  29. ↑ « Patrice Simon, l’un des lauréats 2018 de Citation Laureates | CNRS Chimie », sur www.inc.cnrs.fr, (consulté le )
  30. ↑ a et b « Les membres - Institut Universitaire de France », sur www.iufrance.fr (consulté le )
  31. ↑ (en-US) « ISE fellows », sur International Society of Electrochemistry (consulté le )
  32. ↑ Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères, « Le prix ROSNano 2015 attribué à un français pour des travaux sur les supercondensateurs », sur France Diplomatie - Ministère de l'Europe et des Affaires étrangères (consulté le )
  33. ↑ « MEDAILLE CHARLES EICHNER | Société Française de Métallurgie et de Matériaux » (consulté le )

Liens externes

Électrochimiste (30)
Professeur à l'université Toulouse-III-Paul-Sabatier (15)
Lauréat du grand prix Pierre-Süe (19)
Métallurgiste (77)
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