Les missions de SENSE consistent à explorer le changement climatique et la biogéochimie des gaz à effet de serre par le biais de l'ingénierie et des nouvelles technologies, en mettant l'accent sur les environnements extrêmes et marins. La devise correspondante résumant notre mission pourrait être exprimée comme "Tech for Climate".
Sujets de recherche
1
Biogéochimie des gaz à effet de serre dans les environnements aquatiques, c’est-à-dire quels sont les mécanismes de production et de consommation de ces gaz, affectant éventuellement les flux entre l’environnement aquatique et l’atmosphère
2
Capteurs intelligents : des données supplémentaires sont nécessaires, à de meilleures échelles spatiales et temporelles. Nous développons des capteurs, y compris des capteurs abordables, permettant d’augmenter la couverture des données
3
Low tech et science citoyenne : engager les marins à équiper leurs bateaux de capteurs peu coûteux permettant de tirer un bénéfice scientifique de leur expédition
Nos projets clés
BASAL-CH4
Un projet financé par l'Institut polaire suisse, au cours duquel nous avons évalué les flux de méthane (CH4) des fjords de l'ouest du Groenland en été, en utilisant notre capteur in-situ appelé SubOcean et une expédition du voilier scientifique suisse FOREL.
Institut polaire suisse Association du patrimoine de Forel
Nous continuons à acquérir des mesures détaillées de l'oxyde nitreux (N2O) et du CH4 dissous dans le lac Léman et d'autres lacs suisses à différentes saisons, dans le but final d'évaluer leurs mécanismes de production et de consommation, ainsi que les flux vers l'atmosphère.
Plate-forme LéXPLORE Eawag UNIL
Sailowtech
Nous concevons, construisons et améliorons des capteurs peu coûteux pour mesurer la température, la salinité, l'oxygène dissous et le CO2 dissous dans les environnements aquatiques. Cela permettra de développer la science citoyenne pour un meilleur enregistrement spatial et temporel de ces variables importantes. Depuis 2025, notre équipe assure la coordination académique globale de Sailowtech.
Nos analyses détaillées in situ du CH4 dissous dans le lac Léman ont démontré que les concentrations élevées loin du delta du Rhône sont principalement générées par le transport latéral depuis le delta lui-même.
2
Jérôme Chappellaz, qui dirige l’unité SENSE, a reçu la médaille Belgica de l’Académie royale des sciences de Belgique.
3
Projets soutenus par l’Institut polaire suisse : BASAL-CH4 et NITRO-BAFFIN
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
7
Membre de l'équipe spécifique
Cette année, Isabel Wild est l’assistante administrative de l’équipe. Elle effectue un travail incroyable en suivant tous les aspects de l’administration de l’équipe, mais aussi en accompagnant les Professeurs ALPOLE dans l’organisation de la réunion bimestrielle de tous les Professeurs ALPOLE. Son dévouement et son professionnalisme sont vraiment étonnants et constituent un grand atout pour notre équipe et pour ALPOLE.
Compétences développées par l'équipe scientifique
Approche pluridisciplinaire à l’interface entre les géosciences de l’environnement et l’ingénierie. Travail sur le terrain et logistique associée. Environnements de terrain exigeants (lacs, régions polaires).
Autres
La communication. Un tel sujet de recherche intéresse un large public. Il est donc important de pouvoir gérer les interviews avec les médias, par exemple.
Impacts régionaux et sociaux
1
Notre recherche fournit des informations essentielles sur les rétroactions biogéochimiques potentielles qui s’activent dans un monde plus chaud, ce qui est particulièrement important en Suisse où le réchauffement actuel est plus fort que la moyenne mondiale.
2
Nos recherches montrent que le canton du Valais prend sa part de responsabilité dans la compréhension du fonctionnement du système climatique. Notre savoir-faire pourrait trouver des ramifications dans les activités valaisannes liées à la qualité de l’eau, au cycle du carbone et de l’azote.
3
Nos recherches sur les nouveaux capteurs peuvent déboucher sur des découvertes ayant des ramifications dans les applications industrielles.
Perspectives et défis
Priorité 1
Améliorer nos capteurs actuels
Priorité 2
Déployer les capteurs en collaboration avec des programmes internationaux, par le biais de nouvelles expéditions scientifiques dans différentes parties du monde
Priorité 3
Développer la capacité de la science citoyenne autour des environnements aquatiques, mais aussi éventuellement d’autres environnements
Principaux défis
Il y a des défis d’ingénierie, qui nécessitent de développer des connexions avec différentes disciplines à l’EPFL. Il y a aussi des défis de déploiement, car nous dépendons en partie de la logistique complexe des opérateurs étrangers dans les régions polaires. Enfin, la science citoyenne exige de minimiser les budgets des instruments, ce qui n’est pas toujours facile.
Partenariats futurs
Autres professeurs de l’EPFL. Collaboration avec l’Eawag autour de nouveaux types d’instruments CTD capables de documenter l’état physique des systèmes aquatiques. Collaboration avec d’autres nations (en particulier la Norvège) pour le déploiement dans les océans polaires, avec des perspectives au Svalbard et dans l’océan austral autour de l’Antarctique. Perspective de participer à l’expédition BeauPair en 2027 avec l’Allemagne et le Canada.
Laboratoire des matériaux inorganiques fonctionnels (LFIM)
Prof. Wendy Queen
Laboratory for Functional Inorganic Materials (LFIM)
LFIM est un pionnier des matériaux poreux avancés pour la séparation des gaz et des liquides, spécialisé dans la capture du CO₂, la purification de l'eau et la récupération de métaux précieux à partir des déchets, afin de réduire la consommation mondiale d'énergie et de faire progresser la gestion de l'environnement.
Sujets de recherche
1
Capture du carbone : Nous mettrons au point de meilleurs moyens d’extraire le CO2 directement de l’atmosphère et des grandes sources ponctuelles, dans le but de rendre le processus moins coûteux et plus efficace afin d’atteindre les objectifs de neutralité carbone.
2
Nous créons des moyens rentables et durables d’extraire des déchets des métaux précieux et critiques tels que le platine, le palladium et l’or en vue de leur réutilisation, dans le but de contribuer à garantir la sécurité des chaînes d’approvisionnement en matériaux nécessaires à la transition énergétique tout en promouvant la bonne gestion de l’environnement.
3
LFIM conçoit des matériaux poreux sélectifs capables d’éliminer des sources d’eau des contaminants ciblés, dans le but de garantir l’accès à l’eau potable pour tous et de contribuer à l’assainissement de l’environnement.
Nos projets clés
Séparations des PRN
Cette année, nous avons reçu un financement pour lancer le PRN Separations, un pôle de recherche national suisse dédié au développement de la prochaine génération de technologies de séparation. En exploitant des matériaux avancés et/ou des processus novateurs, nous visons à relever certains des défis les plus pressants du monde - de la capture du CO₂ directement dans l'air à la séparation de l'ammoniac et à la récupération des métaux critiques dans les flux de déchets.
Nous développons des matériaux poreux capables de capturer le CO2 directement dans l'air. Le projet comprendra la conception et la mise en œuvre d'une unité de capture du CO2 qui sera installée dans une installation d'incinération locale en conjonction avec la capture du carbone à l'échelle de la tonne de l'usine elle-même.
Adsorbants poreux pour la récupération de l'eau et des métaux
Le groupe a reçu cette année un subside du FNS pour développer des éléments de base à base de pipérazine et de dihydrophénazine pour la conception d'adsorbants poreux très efficaces et rentables destinés au traitement de l'eau et à la récupération d'éléments lourds dans des flux de déchets complexes.
En collaboration avec notre partenaire industriel, nous avons lancé un projet visant à capturer les molécules fluorées des mélanges gazeux. Ces gaz persistants ont un potentiel de réchauffement global très élevé et nous visons à réduire leurs émissions en utilisant des adsorbants poreux efficaces et rentables.
Adsorbants de détartrage pour la récupération de l'or et l'eau propre
Nazanin Taheri, membre de notre équipe, vise à développer des adsorbants efficaces pour récupérer l'or et éliminer les métaux lourds des eaux usées industrielles et des déchets électroniques, afin d'améliorer la qualité de l'eau et la récupération circulaire des ressources.
Notre chercheuse postdoctorale Dr. Nazanin Taheri a été sélectionnée comme BRIDGE Proof of Concept Fellow, recevant CHF 130k pour faire avancer son travail innovant. Son projet a ensuite été sélectionné parmi les 5 meilleures startups sur 50 lors de la journée de l’innovation en matière d’énergie et d’environnement organisée par STARTUP CAMPUS Suisse. En 2026, elle a également obtenu la deuxième place au Sustainability Week Zurich Startup Award pour son travail sur la récupération de l’or à partir des déchets électroniques et des flux industriels, combinée à l’élimination des métaux lourds pour favoriser une eau plus propre et une récupération circulaire des ressources.
2
Notre ancien doctorant, le Dr Till Schertenleib, a reçu la distinction de thèse du programme doctoral EDCH, plaçant sa thèse parmi les 8 % de soumissions les plus intéressantes de 2025. Il a également été sélectionné comme l’un des lauréats du prix MatChem PhD Student Award 2025, qui reconnaît la contribution exceptionnelle de sa thèse de doctorat et souligne son excellence scientifique. Timo Felder a reçu l’Outstanding Poster Award à l’EuroMOF 2025, soulignant le fort impact de ses recherches au sein de la communauté des matériaux poreux. En outre, l’une de ses publications récentes a été sélectionnée pour la collection 2025 des articles les plus populaires sur les matériaux poreux, ce qui souligne la pertinence et la visibilité de ses recherches. Notre doctorant Sanjay Venkatachalam a reçu l’Outstanding Poster Award lors de la Gordon Research Conference aux États-Unis, en reconnaissance de la qualité et de l’impact de sa présentation de recherche.
3
Le PRN « Séparations » réunit 20 groupes de recherche afin d’accélérer le transfert de technologies, de soutenir les objectifs suisses en matière de développement durable et de renforcer l’innovation. Il vise à positionner la Suisse en tant que leader dans le domaine de la science de la séparation durable en renforçant l’expertise nationale et en établissant des collaborations interdisciplinaires durables.
4
Une bourse BRIDGE Proof of Concept a été obtenue pour soutenir la technologie innovante des adsorbants du Dr Nazanin Taheri, ouvrant la voie à une spin-off potentielle de l’EPFL dans un avenir proche. En outre, un brevet a été déposé sur la base de ses matériaux adsorbants innovants et de leur application à la récupération des ressources.
Team & talents
Taille de l'équipe du laboratoire
15
Présentation d'un membre spécifique de l'équipe
Nazanin Taheri a rejoint le LFIM en septembre 2022 en tant que chimiste organique, appliquant son expertise à la conception d’adsorbants efficaces pour relever les défis environnementaux. Au cours des trois dernières années, sous la supervision du Prof. Wendy Lee Queen et grâce à un solide travail d’équipe avec des doctorants, elle a développé des adsorbants efficaces pour la récupération de l’or à partir de déchets électroniques et de flux industriels, et pour l’élimination des métaux lourds dans les eaux usées. Ses travaux ont donné lieu à des résultats scientifiques remarquables, dont une publication dans le Journal of the American Chemical Society, et ont attiré 130 000 CHF de financement BRIDGE pour la preuve de concept, afin de soutenir la mise à l’échelle et l’application de sa technologie dans le monde réel.
Compétences développées par l'équipe scientifique
Les membres de notre équipe développent leur capacité à traduire les connaissances scientifiques fondamentales en solutions pratiques pour relever les défis environnementaux les plus pressants. Une compétence clé consiste à apprendre à combler le fossé entre la recherche fondamentale et les besoins de l’industrie, depuis la conception et la caractérisation des matériaux jusqu’aux essais axés sur les applications, en passant par la réflexion sur la mise à l’échelle, le transfert de technologie et la collaboration avec les partenaires industriels. Les chercheurs sont ainsi préparés à contribuer à une planète plus durable tout en faisant progresser les innovations qui ont une pertinence dans le monde réel. En fait, tout en explorant activement des solutions évolutives pour l’industrie, nous continuons à mettre l’accent sur la recherche fondamentale. Par exemple, notre ancien doctorant, le Dr Till Schertenleib, a effectué un travail fondamental exceptionnel qui a été récompensé par la distinction de thèse du programme doctoral EDCH et le prix de l’étudiant doctorant 2025 MatChem.
Impacts régionaux et sociaux
1
Nous développons des matériaux poreux avancés pour lutter contre le changement climatique grâce à une capture efficace du CO₂, purifier l’eau en éliminant les métaux toxiques et récupérer les métaux précieux des déchets électroniques – permettant ainsi une économie circulaire tout en formant les futurs dirigeants et en engageant la société par le biais de l’application de la recherche.
2
Le LFIM contribue à renforcer la visibilité du Valais en tant que hub scientifique de classe mondiale, à stimuler la croissance économique par la création de startups et l’apport d’investissements, à former de futurs scientifiques au niveau mondial, à impliquer le public via les expositions GoldRush et les médias locaux (Canal 9, Nouveliste, RTS, affichage Migros), et à renforcer les partenariats régionaux pour la transition énergétique en présentant des exposés aux décideurs, en travaillant avec l’industrie locale et en s’engageant auprès des écoles locales
3
Notre recherche s’attaque de front au défi énergétique industriel : les processus de séparation consomment 10 à 15 % de l’énergie mondiale. Nous avons un impact économique grâce à la création de start-ups, au développement de brevets protégeant les nouveaux matériaux et méthodes et au transfert de technologie, ainsi qu’à des collaborations directes avec l’industrie dans le but d’aider à mettre sur le marché des technologies de séparation de pointe.
Perspectives et défis
Priorité 1
Fournir de nouvelles connaissances scientifiques susceptibles d’aider à relever les défis mondiaux actuels liés au changement climatique et à la pénurie d’eau.
Priorité 2
Faire passer nos matériaux révolutionnaires du laboratoire à l’industrie – transformer la capture du CO₂, le recyclage des déchets électroniques et la purification de l’eau d’innovations de recherche en technologies déployées.
Priorité 3
Former la prochaine génération de leaders en matière de durabilité tout en élargissant l’engagement du public afin d’inspirer l’action sur le climat et l’économie circulaire.
Principaux défis
Combler le fossé entre la réussite en laboratoire et le déploiement à l’échelle industrielle. Rendre nos technologies à haut rendement énergétique compétitives en termes de coûts par rapport aux méthodes existantes. Obtenir un financement à l’échelle pilote pour démontrer les performances dans le monde réel. Passer de prototypes prometteurs à des produits commercialement viables que les industries adopteront. Développer les partenariats industriels nécessaires
Partenariats futurs
Notre PRN vise à relever les défis susmentionnés et à accélérer le développement des technologies de séparation afin de répondre plus rapidement aux besoins industriels liés au coût, à la consommation d’énergie et à la durabilité environnementale. Dans le cadre de ce projet, nous avons déjà 8 partenaires universitaires et au moins 15 partenariats industriels qui pourraient être mis à profit.
Faculté des sciences de base (SB)
Chemistry
Prof. Wendy Queen
Laboratory for Functional Inorganic Materials (LFIM)
Chemistry, physics, materials science
Prof. Dr. Sascha Feldmann
Laboratory for Energy Materials (LEM)
Chemistry
Prof. Raffaella Buonsanti
Laboratory of Nanochemistry for Energy (LNCE)
Chemical Engineering
Prof. Kumar Varoon Agrawal
Laboratory of Advanced Separations (LAS)
CO2 capture
Prof. Berend Smit
Laboratory of Molecular Simulation (LSMO)
Energy, Hydrogen, Physical chemistry
Prof. Andreas Züttel
Laboratory of Materials for Renewable Energy (LMER)
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