Combien de fois avons-nous retenu notre souffle en passant devant un vieux diesel, sachant que ces fumées ne promettaient rien de bon ? Les oxydes d’azote sont parmi les pires ennemis de nos poumons, des agresseurs silencieux et invisibles que la réglementation Euro 7 veut finalement confiner dans l’enceinte des « presque éliminés ».
Mais comment pouvons-nous atteindre cet objectif sans déclarer la guerre sur quatre roues ? La réponse vient d'une équipe de Université Chalmers, qui a mis au point une méthode innovante : déployer l’intelligence artificielle pour concevoir des catalyseurs à base de cuivre-zéolite considérablement plus efficaces. C'est l'association des mathématiques et de la chimie qui nous permet de continuer à conduire sans culpabilité.
Euro 7, une question de normes et d'innovation
La réglementation Euro 7 se profile à l’horizon comme un défi de taille pour les constructeurs automobiles. Il ne s’agit pas d’un petit ajustement : il s’agit d’une réduction supplémentaire et drastique des polluants autorisés dans les émissions. Les anciens catalyseurs, bien qu’efficaces, ne sont peut-être pas à la hauteur de la tâche.
Et c’est là que l’innovation entre en jeu : catalyseurs à base de zéolite chabazite enrichie en cuivre. Ces matériaux ont démontré une efficacité surprenante dans la réduction catalytique sélective des oxydes d’azote, en utilisant l’ammoniac comme agent réducteur. Le processus est fascinant : ils favorisent la formation de liaisons azote-azote dans un environnement riche en oxygène, tout en empêchant les réactions indésirables.
La complexité de ces systèmes est telle que seule l’intelligence artificielle peut nous aider à les comprendre véritablement. Il n’est pas étonnant que les scientifiques se soient tournés vers elle pour résoudre cette énigme moléculaire.
Dans le monde microscopique des catalyseurs
La magie de ces catalyseurs réside dans leur nature extraordinairement dynamique. Les zéolites sont comme de minuscules cages cristallines, où les ions de cuivre dansent une valse moléculaire avec l'ammoniac, formant des complexes mobiles qui flottent dans les canaux du matériau.
Les recherches informatiques sont importantes pour comprendre comment la structure et la composition détaillées influencent leurs performances.
Paroles de Henrik Groenbeck, professeur au Département de physique de l' Chalmers University of Technology. La mobilité de ces complexes est cruciale : deux complexes dans la même cage zéolithique sont nécessaires pour que la réaction se déroule. Comment réunir deux danseurs dans une salle bondée. L’IA a la réponse.
L’équipe de recherche a développé un « champ de force » d’apprentissage automatique, un modèle informatique qui décrit les forces entre les atomes, y compris les interactions électrostatiques à longue portée. Et cela a permis d’étudier la diffusion de complexes chargés ammoniac-cuivre-ammoniac, fournissant des informations qui étaient auparavant inaccessibles.
L'impact des simulations
J'étudie, publié Communications Nature, porte la signature de Henrik Groenbeck, Joachim Bjerregaard (Doctorant au Département de physique) et Martin Votsmeier (partenaire industriel Umicore et Université de Technologie de Darmstadt), dans le cadre du projet CHASS.
J’aime à penser que pendant que nous débattons des restrictions de l’Euro 7, de petits atomes de cuivre apprennent déjà à mieux purifier l’air, guidés par l’intelligence artificielle. Peut-être que, pour une fois, le fait que la technologie soit prioritaire sur la réglementation sera utile.
