Lorenz Herrmann, en tant que nouveau chef de département dans un institut de recherche sur les matériaux, une question simple : quel est votre matériau préféré ?

Clairement : le carbone.

C'est venu rapidement - pourquoi cet élément en particulier ?

Le carbone m'a toujours accompagné jusqu'à présent : J'ai fait de la recherche en physique des solides sur les applications mécaniques et électroniques des nanotubes de carbone. Ensuite, j'ai longtemps fait de la recherche industrielle dans le domaine de l'électrotechnique, où il était question de matériaux d'isolation polymères, également à base de carbone, ou d'électrodes en graphite pour les batteries. Le carbone est d'une part extrêmement polyvalent, il se prête donc à d'innombrables applications ; mais d'autre part, il est aussi extrêmement important dans nos cycles de matériaux. Fermer le cycle du carbone est essentiel pour notre environnement et le climat.

Comment un physicien des solides de formation comme vous se retrouve-t-il dans la recherche sur les matériaux ?

Je venais de la recherche fondamentale et je voulais ouvrir une voie vers l'application pratique. À l'époque, j'étais fasciné par les techniques énergétiques - un sujet toujours d'actualité aujourd'hui. Le déclencheur a été le projet "DESERTEC", qui visait à produire de l'électricité solaire dans le désert et à l'amener en Europe. C'est ainsi que je suis arrivé au centre de recherche d'ABB, où j'ai travaillé sur les matériaux de transmission d'énergie.

Lorenz Herrmann, new head of Empa's Advanced Materials and Surfaces Department since August 2022. Image: Marion Nitsch / Empa

En quoi la recherche au centre de recherche ABB, où vous étiez également responsable d'un département de recherche, se distingue-t-elle de celle de l'Empa ?

Chez les chercheurs, il y a relativement peu de différences. L'enthousiasme, la passion pour la recherche, le contact avec les autres - tout cela est très similaire. Ici, à l'Empa, les thèmes sont toutefois plus larges et la recherche fondamentale est plus développée. Dans la recherche industrielle, en revanche, on se concentre nettement plus sur la génération de produits qui suivra celle de sa propre entreprise.

Qu'est-ce qui vous attire le plus dans votre nouveau rôle ?

Jusqu'à présent, j'ai évolué, si l'on peut dire, entre deux mondes - la recherche fondamentale académique et la recherche appliquée dans l'industrie. Ici, à l'Empa, je peux réunir les deux - j'ai pour ainsi dire "le meilleur des deux mondes". Ce qui me fascine énormément dans le "modèle Empa", c'est d'une part l'exigence scientifique élevée et d'autre part l'accent mis sur les applications pratiques.

Quel est donc le rôle de la recherche fondamentale dans une institution de recherche qui se décrit elle-même comme "orientée vers l'application" et proche de l'industrie ?

En fin de compte, il s'agit à l'Empa de créer une plus-value technologique pour l'industrie et la société : donc d'une part d'élaborer les bases pour des applications encore inconnues, mais d'autre part aussi de soutenir l'industrie suisse ici et maintenant. D'après mon expérience - en particulier dans l'industrie -, il faut être au top scientifiquement pour pouvoir vraiment aider les entreprises. Elles n'ont en effet pas besoin de nous pour des développements incrémentiels, elles peuvent même généralement faire mieux. Il ne faut donc pas simplement dupliquer le "développement" pour une entreprise, mais apporter des aspects vraiment nouveaux, c'est-à-dire ce que l'on pourrait qualifier d'innovation de rupture. Et c'est exactement ce que veulent les entreprises - quelque chose qu'elles n'ont pas ou ne peuvent pas faire elles-mêmes "en interne". On ne peut y parvenir que par une recherche de premier ordre. Notre travail se situe en quelque sorte en amont du processus de développement, mais il doit ensuite être transférable et applicable - c'est tout un art.

Dans quels domaines d'application voyez-vous les plus grandes chances de faire la différence grâce à de nouveaux matériaux ?

Dans le domaine de la numérisation, de nouvelles nanostructures de graphène pourraient servir de base à des dispositifs entièrement nouveaux, dont la fabrication industrielle serait envisagée dès le début. Il s'agit essentiellement de matériaux quantiques robustes pour des applications futures telles que les ordinateurs et les capteurs quantiques. Cela se distingue fondamentalement de nombreuses approches actuelles, dans lesquelles la fabrication et la robustesse des dispositifs sont plutôt à l'arrière-plan et où l'on étudie en premier lieu les effets de la physique quantique sur des systèmes modèles, souvent à des températures extrêmement basses. Dans le domaine des matériaux durables, nous devons mettre en œuvre l'idée de cycle de manière plus conséquente ; je pense par exemple aux matériaux composites polymères, qui sont aujourd'hui difficilement recyclables. Et dans le domaine de l'énergie, je vois par exemple un grand potentiel dans la fabrication de cellules solaires d'un nouveau type et moins chères, par exemple grâce à des procédés d'impression simples. Je vois en outre des progrès dans le domaine du "power-to-gas" et dans la technique des batteries comme d'autres éléments essentiels.

Quel est le premier point à l'ordre du jour ?
J'ai été extrêmement bien accueillie ici, ce qui m'a fait très plaisir. Dans un premier temps, je me suis concentrée sur la création d'un réseau interne et sur la connaissance de tous les sujets. Maintenant, je me concentre sur la mise en réseau avec l'extérieur, avec nos parties prenantes dans l'industrie, la recherche et la politique. Et puis, j'aimerais bien sûr donner les premières impulsions stratégiques et contribuer à faire avancer d'un pas les thèmes susmentionnés.

Après des études de physique à l'Université de Regensburg et à l'École Normale Supérieure de Paris, Lorenz Herrmann a également passé sa thèse de doctorat dans ces deux établissements sur le thème des nanotubes de carbone et de leur application dans la nanoélectronique. En 2010, il a rejoint le centre de recherche ABB à Dättwil, où il a dirigé en dernier lieu le département "Energy Technologies". Depuis août 2022, il dirige le département "Matériaux et surfaces modernes" de l'Empa.