Le 2 juin 2026, la Fondation Simone et Cino Del Duca a remis son Grand Prix scientifique, et ses 275 000 euros, à une chimiste qui n'avait pourtant rien prévu de tel : faire vaciller un héritage vieux d'un siècle et demi. Véronique Gouverneur enseigne la chimie à Oxford. Ce qu'elle a trouvé pour produire le fluor pourrait rendre obsolète une partie des procédés sur lesquels repose toute une filière mondiale. Derrière cette distinction se cache une trajectoire faite non pas d'un éclair de génie, mais de trois ruptures successives, chacune espacée de dix ans. Pour les comprendre, il faut remonter le fil.

Une enfance flamande et un goût pour ce que les autres délaissent

Née en 1964 dans une famille flamande, Véronique Gouverneur grandit auprès d'un père au parcours singulier : formé comme ingénieur, docteur en chimie, devenu diplomate à l'UNESCO, et auteur de livres. Une maison où les équations cohabitaient avec les phrases. Pour une enfant, ce voisinage laisse des traces. Elle racontera plus tard que son attrait pour la chimie devait beaucoup à cet homme qui passait des sciences aux mots sans paraître y voir de frontière.

À l'école, les matières scientifiques et les arts se disputaient ses faveurs. La chimie l'a emporté, non par calcul mais par curiosité, parce qu'elle ouvrait sur une infinité de directions. Ce trait, le goût des terrains que personne n'occupe, va devenir la signature de toute sa carrière. C'est un détail qui paraît anecdotique au départ et explique pourtant l'essentiel de ce qui va suivre.

Le fluor : un atome précieux que la nature évite et que l'industrie redoute

Pour saisir l'ampleur de ses travaux, il faut d'abord regarder l'atome auquel elle a tout consacré.

Le problème de départ. Le fluor est l'élément le plus avide d'électrons de tout le tableau périodique. Greffé sur une molécule, il en modifie radicalement le comportement : un médicament se dégrade moins vite dans l'organisme, un matériau résiste mieux, un électrolyte de batterie gagne en performance. Résultat, on retrouve cet atome dans environ un médicament sur cinq, dans les engrais, les polymères, les fluides frigorigènes. Mais cette même solidité a un revers redoutable. En effet, les liaisons entre le carbone et le fluor sont si difficiles à rompre qu'elles donnent naissance aux PFAS, ces composés qui persistent indéfiniment dans l'environnement et que l'on surnomme les polluants éternels.

Ce qui a attiré Véronique Gouverneur. Un paradoxe l'a intriguée plus que tout : le vivant ne fabrique presque aucune molécule fluorée, alors que l'industrie humaine en a bâti une chimie foisonnante. Cet écart entre la rareté naturelle et l'omniprésence artificielle lui a paru être un territoire à explorer. À cela s'ajoutait une raison toute pratique au moment de son arrivée à Oxford : aucun de ses collègues ne s'intéressant au fluor, le champ était libre.

Première rupture : rendre visible l'intérieur du corps grâce au fluor 18

Le parcours d'avant Oxford pose les bases : une thèse à l'Université catholique de Louvain, un séjour post-doctoral aux États-Unis en 1992, puis quatre années comme maîtresse de conférences à Strasbourg, sur un autre sujet que le fluor. Un ancien camarade de laboratoire, devenu responsable au Commissariat à l'énergie atomique, situe précisément le moment du décollage : c'est en se tournant vers la chimie du fluor qu'elle a vraiment trouvé sa voie. Elle s'installe à Oxford en 1998, devient professeure en 2008, puis titulaire de la chaire Waynflete en 2022.

Le problème. L'imagerie par tomographie à émission de positons, le TEP scan, permet de visualiser l'activité d'un organe vivant et de repérer une tumeur ou les premiers signes d'une maladie d'Alzheimer. Elle suppose d'injecter au patient un traceur, une molécule marquée par un atome radioactif qui devient repérable à l'écran. L'un des meilleurs candidats pour ce rôle est le fluor 18.

L'état de l'art de l'époque. La difficulté tient à une contrainte de temps presque cruelle : le fluor 18 se désintègre en moins de deux heures. Entre le moment où l'on produit cet isotope et celui où il faut l'avoir fixé sur la bonne molécule puis injecté au patient, la marge est minuscule. Les méthodes disponibles étaient lentes, capricieuses et fermaient la porte à de nombreuses molécules d'intérêt.

En quoi la solution est remarquable. Les approches développées à Oxford ont rendu ce marquage rapide, fiable et applicable à des molécules jusque-là hors de portée. Elles ont ainsi élargi le répertoire des traceurs disponibles pour le diagnostic et pour la mise au point de nouveaux médicaments. Cette contribution lui a valu en 2024 la médaille Davy de la Royal Society, l'une des plus hautes récompenses de la discipline. Une médaille qu'un certain Henri Moissan avait reçue en 1896 et dont le nom va revenir dans un instant.

Deuxième rupture : produire le fluor sans le poison qui hante l'industrie depuis 1886

C'est en 2020 que sa trajectoire bascule vers ce qui constitue sans doute sa découverte la plus spectaculaire. Plutôt que de continuer à manier le fluor, elle décide de remonter jusqu'à sa source.

Le problème. Tout le fluor que nous employons provient d'un seul minerai, le spath fluor, c'est-à-dire du fluorure de calcium. Encore faut-il en extraire l'atome sous une forme exploitable.

L'état de l'art, inchangé depuis cent quarante ans. En 1886, Henri Moissan parvient à isoler le fluor par électrolyse, exploit qui lui vaudra le prix Nobel de chimie en 1906. Sa méthode impose de passer par l'acide fluorhydrique. Or cet acide compte parmi les substances les plus dangereuses de toute l'industrie : il peut tuer, traverser la peau, ronger les os, exploser, polluer. Et depuis cette date, malgré sa dangerosité reconnue, aucune voie de remplacement n'avait émergé. La filière entière tenait ce passage obligé pour une fatalité technique.

La solution et pourquoi elle change la donne. L'idée venue d'Oxford abandonne la chaleur et l'acide au profit d'un principe physique inattendu : la friction mécanique. En faisant tourner pendant plusieurs heures le minerai et un sel de phosphate de potassium dans un broyeur à billes, l'équipe obtient une poudre stable, baptisée Fluoromix, capable de transférer le fluor sur toutes sortes de molécules destinées à la pharmacie, à l'agrochimie ou à l'électrochimie. Ce procédé relève d'un domaine encore jeune, la mécanochimie, où l'activation d'une réaction ne passe ni par le feu ni par la lumière mais par le choc des grains. Le tour de force est double. D'une part, supprimer l'acide fluorhydrique de l'équation, ce que personne n'avait su faire depuis Moissan. D'autre part, y parvenir par un geste d'une simplicité presque déconcertante : on broie, et le fluor se libère. Élucider ce qui se jouait à l'échelle atomique aura tout de même demandé près d'un an. C'est la marque des grandes idées simples, évidentes une fois énoncées, longues à percer à jour. Ces travaux ont été publiés dans la revue Science en 2023.

Cette deuxième rupture en dit long sur la façon de diriger de Véronique Gouverneur. Elle considère qu'entourée de jeunes chercheurs talentueux, sa responsabilité est de leur confier des défis assez vertigineux pour les forcer à se surpasser. D'où une réputation d'exigence, à la tête d'un groupe de plus de vingt-cinq personnes. Une exigence qui ressemble, au fond, à une extraction de potentiel humain. Sans acide.

Troisième rupture : détruire les polluants éternels et récupérer leur fluor

La découverte suivante illustre cette vérité que les chercheurs connaissent bien : l'imprévu, quand on y prête attention, vaut parfois mieux que le plan le mieux conçu.

L'accident révélateur. Au fil des essais de mécanochimie, les chercheurs récupèrent davantage de fluor que la théorie ne l'annonçait. En cherchant la cause, ils découvrent un coupable improbable : les joints d'étanchéité de la petite jarre dans laquelle s'effectuait le broyage. Lorsqu'ils étaient en téflon, le surplus apparaissait. En caoutchouc, rien. Or le téflon appartient à la famille des PFAS. Le procédé était donc en train de désintégrer, sans qu'on le lui demande, l'un de ces polluants réputés indestructibles.

Le problème, et l'état de l'art. Les PFAS doivent leur quasi-immortalité à la robustesse de la liaison carbone-fluor. Briser cette liaison n'était pas inédit, mais les méthodes connues réclamaient souvent des conditions agressives, des réactifs polluants et se contentaient de détruire sans rien récupérer. On se débarrassait du déchet en en créant d'autres.

En quoi la solution est remarquable. Le procédé issu de cet accident, publié dans la revue Nature en mars 2025, ne mobilise aucun réactif polluant et, surtout, restitue le fluor sous une forme réutilisable, accompagné d'autres sous-produits valorisables. Le déchet redevient ressource. On bascule ainsi d'une logique d'extraction perpétuelle, qui puise toujours plus dans le sous-sol, vers une logique de circularité, où le fluor déjà en circulation se recycle. L'enjeu est loin d'être théorique : l'Union européenne classe désormais ce minerai parmi les matières premières critiques. Signe de l'intérêt suscité, un colloque parisien réuni en avril sur la chimie et les PFAS, dont elle assurait la conférence finale, a affiché complet.

Un débat, car toute vraie rupture en provoque

Il serait malhonnête de présenter cette troisième avancée comme un consensus. Un spécialiste de chimie environnementale de l'École polytechnique fédérale de Zurich objecte que récupérer le fluor pourrait, paradoxalement, alimenter le problème, puisque ce fluor sert en partie à fabriquer de nouveaux PFAS.

La réponse de Véronique Gouverneur ne nie pas la difficulté, elle la déplace. Sa position consiste à réclamer l'interdiction des PFAS toxiques et non essentiels, ceux qui ne servent ni la santé ni la transition énergétique, tout en maintenant des liens étroits avec les industriels. Selon elle, c'est la seule manière de rester confronté au réel, loin des principes désincarnés. Une posture de praticienne plutôt que de doctrinaire, qui explique sans doute une part de son efficacité.

De la paillasse au marché : l'innovation jusqu'au bout

Une découverte de laboratoire ne vaut, en dernier ressort, que par sa capacité à exister hors du laboratoire, à une échelle industrielle et dans des conditions économiques viables.

Plutôt que de s'arrêter à la publication, Véronique Gouverneur a cofondé en 2022 une entreprise, FluoRok, avec l'un de ses anciens postdoctorants, cosignataire de l'article de Science. La société a choisi de concentrer d'abord ses efforts sur une cible unique mais stratégique : la fabrication du LiPF6, le composé fluoré au cœur des électrolytes de batteries au lithium. Elle décrit cette voie comme sans équivalent dans le monde et en laisse mesurer les retombées potentielles. À soixante et un ans, avec plus de quinze brevets, elle aborde cette aventure entrepreneuriale avec l'assurance d'une dirigeante qui connaît les règles du marché.

Ce que cette trajectoire enseigne aux entreprises

Ces trois ruptures, prises ensemble, dessinent un modèle d'innovation à rebours des images d'Épinal.

Rien, ici, ne ressemble au coup de génie isolé. Tout procède d'une patience obstinée et d'une discipline rare : celle de quitter un sujet dès qu'il devient confortable, pour en ouvrir un autre. Le marquage au fluor 18, la production sans acide fluorhydrique, le recyclage du fluor des PFAS. Trois fois, à dix ans d'intervalle, la même méthode : prendre un problème que tout le monde croyait clos, en examiner les prémisses oubliées et accepter le risque d'une voie que personne n'empruntait. L'accident du joint en téflon en dit le prix : une équipe entraînée à l'exigence sait voir, dans un détail qui aurait pu passer pour une simple fuite, le germe d'une découverte.

Pour une entreprise, l'enseignement est tangible. Une chimie du fluor débarrassée de l'acide fluorhydrique, c'est une réduction des risques pour les opérateurs, une consommation d'énergie moindre, une empreinte carbone allégée et une moindre dépendance à une chaîne d'approvisionnement exposée. Associée au recyclage du fluor des polluants éternels et à la production d'électrolytes pour batteries, elle laisse entrevoir un secteur entier susceptible de se transformer en une décennie. Les acteurs qui auront perçu tôt la nature de ces ruptures occuperont des marchés que les autres découvriront avec dix ans de retard, lorsque l'évidence se sera imposée à tous.

La suite est déjà dessinée. Le prochain objectif que vise Véronique Gouverneur consiste à éliminer le difluor, un autre gaz toxique des procédés industriels. Elle admet que son temps est limité, et formule la question en sachant que d'autres la résoudront peut-être. Son vœu le plus simple n'a rien d'industriel : que des jeunes se tournent vers les sciences et goûtent, comme elle, au vertige d'une découverte. Une chose, dit-elle en substance, dont notre époque a particulièrement besoin.

Tout cela parce qu'une enfant de Flandre, fille d'un homme qui aimait autant la chimie que les livres, a continué de chercher dans cet atome mille portes à ouvrir et n'a jamais accepté qu'une question soit close sous prétexte qu'elle l'était depuis longtemps.

Pour aller plus loin

  • Les travaux de l'équipe de Véronique Gouverneur sont publiés en accès libre dans Science (2023) et Nature (2025).
  • L'entreprise FluoRok, issue de ces recherches, industrialise le procédé sans acide fluorhydrique, en commençant par les électrolytes de batteries.