Mohamed Larbi Bouguerra: Un tunisien nominé pour le Nobel de chimie

«La chimie est initiatrice et rivale de la nature : son objet est presque aussi étendu que celui de la nature elle-même.» (Denis Diderot)

Nominé pour le Prix Nobel de chimie, notre compatriote Mongi Baouendi n’a pas remporté cette distinction cette année. Mais être nominé est déjà un succès en soi.  Mardi, un physicien âgé de 89 ans a décroché le Nobel. Mongi n’a que 59 ans et il se trouve qu’il est un des chimistes les plus cités au monde. Comme son père, il est déjà membre de l’Académie Américaine des Arts et des Sciences ainsi que de l’Académie Américaine des Sciences.

Mongi Baouendi, formé en chimie à l’Université Harvard à Boston, est le fils de notre regretté collègue, le professeur Mohamed Salah Baouendi , un des tout premiers enseignants tunisiens de la Faculté des Sciences de Tunis. Mathématicien, Mohamed Salah Baouendi a poursuivi une brillante carrière d’abord à Nice et à Paris puis à l’Université Purdue (Indiana) et à celle de Californie à San Diego aux Etats Unis.

Pourquoi Mongi Baouendi a-t-il été nominé au Nobel ?

L’équipe du Professeur Mongi Baouendi au Massachusetts Institute of Technology (MIT), à Cambridge, près de Boston, étudie les nanostructures de semi-conducteurs appelées « nano-boîtes ou points quantiques » (en anglais quantic dots ou QDs) dans le cadre de travaux alliant chimie de synthèse et chimie biologique.

Le Pr Baouendi s’intéresse à la synthèse, à la spectroscopie, aux applications optoélectroniques des composants de ces boîtes quantiques et à leurs applications biologiques en imagerie. Les QDs sont souvent considérées comme « des atomes artificiels » car se sont des structures dans lesquelles les électrons sont confinés dans les trois dimensions de l’espace d’un semi-conducteur. Fait remarquable : les nano-boîtes sont capables de s’autoassembler - comme le font les peptides des cellules vivantes.

Leurs applications intéressent les transistors, l’amélioration des performances des panneaux photovoltaïques, l’imagerie médicale, le repérage et la cartographie des cellules cancéreuses….

Les boîtes quantiques ont, en outre, des applications dans l’informatique et pourraient permettre de se passer du système 0 et 1 actuellement en usage. Ainsi, on se passerait aussi des terres rares - ce qui ferait baisser quelques tensions internationales - et on réduirait considérablement la pollution et les dépenses en énergie lors de la production des batteries et des divers écrans.

L’équipe du Pr Baouendi a exploité, dans une publication datant de 2017, les propriétés de fluorescence des QDs dans le domaine de l’infra-rouge (IR) à courtes longueurs d’onde (SWIR).  Dans l’imagerie en temps réel des tissus biologiques, si la radiation IR pénètre loin, elle diffracte et diffuse bien moins que la lumière visible et le proche IR.  Un manque d’agents de fluorescence dans le domaine de l’IR à courtes longueurs d’onde empêche le développement de ce type d’imagerie dans le corps. (Stu Borman, Chemical & Engineering News, 17 avril 2017).

Baouendi et son équipe ont pallié ce manque et inventé des boîtes quantiques qui permettent d’étendre le domaine de l’IR à courtes longueurs d’onde en recouvrant l’indium d’arsenic (InAs) avec une ou deux couches de composés à base de cadmium, de sélénium, de soufre, de zinc… Les boîtes quantiques sont alors en mesure d’avoir des temps de circulation plus longs dans le sang. Chez la souris vivante et en temps réel, l’équipe de Mongi Baouendi a utilisé les QDs pour mesurer les vitesses du métabolisme dans différents organes à la fois, de quantifier les battements du cœur, la vitesse de la respiration et de cartographier la vascularisation du cerveau. On vise maintenant à rendre applicables en clinique ces techniques.

Une Science Incontournable

Les travaux de Mongi Baouendi et de son équipe vérifient le postulat que la physique pose les lois de l’Univers, que la biologie étudie le Vivant et que le pont entre ces deux disciplines est la chimie, « cette science de la structure et de la transformation de la Matière » affirme le professeur Jean-Marie Lehn, Prix Nobel de chimie 1987, père de la chimie supramoléculaire. Celle-ci aide par exemple à comprendre comment les molécules se reconnaissent entre elles et a ouvert des voies exaltantes en cancérologie, immunologie, neurochirurgie, polymères autoréparables… Des implants dentaires aux prothèses de hanche en titane biocompatibles en passant par les lentilles intraoculaires en polyméthylméthacrylate (PMMA), la chimie pallie de plus en plus aux dégâts de l’âge par la grâce des biomatériaux. En attendant le jour où « on fera un cœur » assure Jean-Marie Lehn.

Mais on ne saurait limiter la science chimique à ces « réparations » - si utiles et si ingénieuses soient-elles.

Un autre géant de la chimie - américain celui-là, le professeur Linus Pauling (Prix Nobel de chimie 1954 et Prix Nobel de la Paix 1962) que le maccarthysme a failli mettre en prison - disait, dès 1984 : « Aucun des aspects du monde contemporain, jusque et y compris la politique et les relations internationales, n'échappe à l’influence de la chimie. » Aujourd’hui, par exemple, le différend entre l’Iran et les Etats Unis sur la bombe A, l’exportation des pesticides toxiques vers les pays du Sud par certains pays industrialisés, l’emploi des gaz de combat contre les civils en Syrie ou le Traité Start (ou son petit frère New Start) de réduction des armes stratégiques Russie - Etats Unis, illustrent parfaitement le mot de Pauling.

Un coup de projecteur bien venu sur une science incontournable

Formons le vœu que le nominé tunisien pour le Nobel de chimie éveille des vocations chez nos jeunes et encourage nos chercheurs à persévérer. La chimie est indispensable au développement de notre pays… à l’heure où les affairistes le contraignent à s’approvisionner à l’étranger… en engrais phosphatés ! Espérons que notre gouvernement, en dépit de ses difficultés actuelles, trouve le temps de réfléchir aux moyens de populariser cette discipline et d’en faire un outil du développement. Rappelons-lui ce simple fait : en 2020, l’industrie chimique et pharmaceutique suisse est le premier poste d’exportation de ce pays montagneux.
Enfin, à l’heure où certains dans notre pays vilipendent les femmes, il faut célébrer et se réjouir de l’attribution du Nobel de chimie 2020 à deux éminentes chimistes : Jennifer Doudna et Emmanuelle Charpentier récompensées pour la mise au point de la technique révolutionnaire des « ciseaux moléculaires » (CRISPR-Cas 9) dont les applications sont d’une importance capitale pour l’agriculture pour l’amélioration du cheptel et des récoltes, pour le développement de nouveaux médicaments, pour traiter potentiellement les maladies héréditaires telle l’anémie falciforme… et qui sont utilisées pour le diagnostic au cours de la pandémie qui bouleverse actuellement nos vies.

Mohamed Larbi Bouguerra