Jean-Christophe P. GABRIEL

Poste

Le professeur Jean-Christophe P. Gabriel dirige aujourd’hui un groupe de recherche international délocalisé au CEA Saclay et à la Nanyang Technological University(2024 World’s second best university in Material Science). Les membres du groupe de NTU se concentrent sur le développement des étapes du processus de recyclage des déchets électroniques. À Saclay, outre le recyclage des déchets électroniques, le groupe étudie également les nanomatériaux, leur synthèse, leur caractérisation, leur traitement et leurs applications.

Recherche

Les domaines d’intérêt actuels de son groupe sont les suivants :

  1. Recyclage des déchets : nous développons des outils et des processus pour améliorer le recyclage de divers déchets afin de permettre un traitement des déchets plus économiquement viable. Nos efforts dans ce domaine ont débuté en 2013 et se sont concentrés à l’époque sur un laboratoire microfluidique intégré sur puce qui permet une exploration beaucoup plus rapide des diagrammes de phase multidimensionnels de fluides complexes. De tels laboratoires sur puce intègrent divers capteurs ainsi que des méthodes de caractérisation (telles que la FTIR dans des guides d’ondes creux, ou la fluorescence X). Ce travail a d’abord été financé, de 2013 à 2018, par le projet ERC advanced REE-CYCLE (PI = Prof. Thomas Zemb) qui vise à développer de nouveaux procédés d’extraction/recyclage des terres rares, au moins 10 fois plus efficaces que les procédés actuels d’extraction liquide-liquide, où JCG a agi en tant que co-PI. Depuis lors, au sein du laboratoire commun SCARCE CEA/NTU à Singapour, nous avons poursuivi le développement de la plateforme microfluidique de développement rapide de processus et étendu nos efforts à d’autres étapes du processus de recyclage des déchets électroniques (cartes de circuits imprimés – PCB, plastiques provenant de déchets électroniques), comme par exemple :
    • Démantèlement des PCB et des PV et tri des composants électroniques associés ;
    • Séparation par méthode physique ; récupération et purification des métaux critiques ;
    • Récupération et purification des métaux critiques ;
    • Développement des étapes du processus de récupération hydrométallurgique liquide-liquide et solide-liquide à l’aide de la première plate-forme microfluidique au monde intégrant l’IRTF et la fluorescence X en ligne.
    • Utilisation d’un fluide supercritique comme solvant vert pour le recyclage des déchets électroniques.
  2. Nanomatériaux : Dans notre laboratoire, nous synthétisons et caractérisons des matériaux de faible dimensionnalité (0, 1 et 2D), par tous les moyens nécessaires et disponibles (des observations visuelles/microscopiques à l’utilisation de synchrotrons pour l’étude structurelle des matériaux). Ces matériaux peuvent souvent être exfoliés/dispersés en solution, ce qui conduit à des fluides complexes/colloïdaux, présentant une très large gamme de comportements fascinants (voir ici la vidéo de ma présentation sur le sujet lors de l’atelier 2018 sur les polyélectrolytes à NTU, Singapour). Ils peuvent également être intégrés dans divers types de dispositifs, d’où le thème suivant.
  3. Intégration :
    • Grâce au projet ANR 4WATER (12/2017-12/2022) (voir vidéo de présentation) : nous élaborons de nouveaux réseaux de capteurs chimiques multi-cibles bon marché pour la surveillance continue de la qualité des eaux souterraines. En utilisant une approche microélectronique, les capteurs seront basés sur des nanomatériaux fonctionnalisés et qui cibleront différents ions sélectionnés pour leur pertinence en ce qui concerne la qualité de l’eau douce.
    • Grâce au projet ANR 2D-MEMBA (2022-2025): nous intégrons des nanomatériaux pour la fabrication de membranes moins gourmandes en énergie pour la purification de l’eau.

Pour plus de détails sur notre groupe de recherche, cliquez ici.

Autres fonctions

  1. Membre du conseil scientifique d’Arc Nucleart
  2. Fonctions éditoriales :

Faits marquants des résultats

Dans les ACTUALITÉS

CV

Jean-Christophe P. Gabriel est l’un des directeurs de recherche du CEA dans le domaine des nanosciences. Depuis septembre 2020, son laboratoire français est situé au CEA Saclay et se concentre sur les nanomatériaux 1D et 2D et leurs applications. Il est également actuellement professeur invité à NTU où il occupe, depuis août 2018, le poste de codirecteur de la NTU Singapore CEA Alliance for Research in Circular Economy (SCARCE), le premier laboratoire commun du CEA en dehors du territoire français (comprenant ~25 postdocs et ingénieurs). Il y co-supervise directement, avec le professeur Alex Yan Qingyu, une équipe de ~10 post-doctorants, docteurs et ingénieurs dans le domaine du recyclage des déchets électroniques et des circuits imprimés.

Il a d’abord rejoint le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) en 2007 en tant que responsable du programme « Beyond CMOS » de l’institut CEA/LETI et directeur commercial de l’alliance académique – industrielle Caltech – LETI, qui a conduit, des années plus tard, à la création de la startup Apix Technology.

De 2009 à 2016, il devient directeur adjoint du programme Nanosciences du CEA (budget : 1 M€/an), contribuant à définir, financer, mettre en réseau, faire grandir, communiquer et prospérer les projets d’amorçage et les jeunes chercheurs. Ainsi, dans ce rôle de chef de projet scientifique, il a aidé à la maturation d’idées TRL=0, a formé de jeunes chercheurs à la rédaction d’articles à très fort facteur d’impact (Nature et co), a co-inventé diverses technologies, a aidé à la construction de propositions de projets à succès (ERCs), ainsi qu’à la germination et à la définition du business model lors des tours de pré-amorçage de futures startups telles que NawaTechnologies, Aledia, cell&soft).

En parallèle, de 2013 à 2018, il a été co-chercheur principal du projet ERC avancé REE-CYCLE (2013-2018), qui visait à développer de nouveaux procédés d’extraction/recyclage des terres rares, au moins 10 fois plus efficaces que les procédés actuels d’extraction liquide-liquide. Dans son laboratoire de Grenoble, créé en 2014, il développe des laboratoires sur puce microfluidiques intégrés qui permettent une exploration beaucoup plus rapide des diagrammes de phase multidimensionnels de fluides complexes. Ces laboratoires sur puce intègrent différents capteurs ainsi que des méthodes de caractérisation (comme la FTIR dans des guides d’ondes creux, ou la fluorescence X).

Ancien élève de l’Ecole Normale Supérieurede Paris, il a obtenu son doctorat (1993), sous la direction du Dr. Patrick Batail, à l’Université Paris-Saclay (anciennement Université d’Orsay) et son habilitation à l’Université Grenoble-Alpes (anciennement Université Joseph Fourier). Il a complété sa formation doctorale avec deux postdocs. Le premier au laboratoire national de Risø, au Danemark, sous la supervision du professeur Klaus Bechgaard, le second au laboratoire de recherche sur les matériaux de l’université de Californie à Santa Barbara, sous la direction du professeur Anthony K. Cheetham.

Sa carrière est mixte, à la fois académique et industrielle. Il a en effet commencé sa carrière au CNRS (4 ans à l’Institut Jean Rouxel, IMN, Nantes), puis 6 ans dans la startup californienne Nanomix (nano.com), dont il a été l’un des premiers employés. Dans cette entreprise dérivée de l ‘université de Berkeley , il a participé au transfert de technologies relatives aux nanomatériaux, au stockage de l’hydrogène et aux nanotubes de carbone, a contribué à lever 34 millions de dollars de capital-risque et, avec son équipe, a été le premier à mettre sur le marché un dispositif électronique intégré à base de nanotubes (un capteur d’hydrogène, en 2005). Depuis qu’il a quitté l’entreprise en août 2007, Nanomix a commercialisé des outils de diagnostic électronique rapide (Ebola, COVID-19, etc.) basés, entre autres, sur des brevets qu’il a co-inventés.

Jean-Christophe a publié plus de 80 articles dans des revues internationales à comité de lecture et est co-inventeur de plus de 45 brevets et demandes de brevets portant sur des applications de nanomatériaux (nanotubes de carbone, graphène) (capteurs, stockage d’H2) et des processus de recyclage des déchets.

Autres profils :

Publications récentes

2025

2024

  •  » Recyclage des circuits imprimés : Focus on a Novel Efficient and Sustainable Process for Spent Critical Metals Recovery. « Nicolas M. Charpentier, Dong Xia, Jean-Christophe P. Gabriel, Comptes Rendus Chim. 27(S4) pp. TBD, (2024). https://doi. org/10.5802/crchim.291 Un article qui fait partie du numéro spécial :  » GDR Prométhée – Réseau français de recherche sur les procédés hydrométallurgiques pour les ressources primaires et secondaires  » ; Rédacteurs invités : Laurent Cassayre et Hervé Muhr.
  •  » Drivers and pathways for the recovery of critical metals from waste printed circuit boards (facteurs et voies de récupération des métaux critiques à partir des déchets de circuits imprimés). « Dong Xia, Carmen Lee, Nicolas M. Charpentier, Yuemin Deng, Qingyu Yan et Jean-Christophe P. Gabriel, Adv. Sc. 30, 2309635 (2024).(cover) https://doi.org/10.1002/advs.202309635
  •  » Perméation de gaz à travers une membrane à base de nanorubans de V2O5. « Sarah M. Chevrier, Kunli Goh, Chong Yang Chuah, Jean-Christophe P. Gabriel, Adv. Mater. Interfaces, Vol. TBD, 2400166 (2024). En ligne à l’adresse https://doi.org/10.1002/admi.202400166 (Cet article est également référencé dans leur Hot Topic : Membranes)
  •  » Maximisation de l’extraction des lanthanides par extraction auCO2 supercritique en utilisant des extractants organophosphorés fluorés. « Yuemin Deng, Dong Xia, Damien Bourgeois, Daniel Meyer, Stéphane Campidelli, Hélène Isnard, Victor Francois, Robin Ronceray, Bertrand Reygner, Jean-Christophe P. Gabriel, ACS Sustainable Resource Management 1(8) 1780-1790 (2024). https://doi.org/10.1021/acssusresmgt.4c00122(cover)

2023

  • « Urban Mining of Unexploited Spent Critical Metals from E-waste Made Possible Using Advanced Sorting » (Extraction urbaine de métaux critiques non exploités à partir de déchets électroniques rendue possible grâce à un tri avancé)
    Nicolas M. Charpentier, Ange A. Maurice, Dong Xia, Wen-Jie Li, Chang-Sian Chua, Andrea Brambilla, Jean-Christophe P. Gabriel, Ressources, Conservation & Recycling 196, 107033 (septembre 2023). https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2023.107033
  • « Modulation intense de la sensibilité au pH dans un transistor à effet de champ à base de nanotubes de carbone par fonctionnalisation non covalente du polyfluorène »
    Gookbin Cho, Eva Grineval, Jean-Christophe P. Gabriel et Bérengère Lebental, Nanomaterials, 13, 1157 (2023), numéro spécial « Nanostructures for Integrated Devices » (Invité, APC waived).

2022

  • « Nanoparticules électrocatalytiques efficaces provenant de condensateurs de classe II recyclés »
    Junhua Xu, Daobin Liu, Carmen Lee, Pierre Feydi, Marlene Chapuis, Jing Yu, Emmanuel Billy, Qingyu Yan, Jean-Christophe P. Gabriel, Nanomaterials 12(15) 2697 (05/082022) (en accès libre).
  • « Extraction liquide-liquide : processus thermodynamiques-cinétiques explorés par la microfluidique »
    Fabien Olivier, Ange A. Maurice, Jean-Christophe P. Gabriel, Comptes Rendus Chim. 25, 137-148 (2022). (en accès libre).
  • « Récupération activée de PVC à partir de câbles de rallonge contaminés à l’aide d’un acide faible »
    Chunmiao Jia, Pallab Das, Qiang Zeng, Jean-Christophe P. Gabriel, Chor Yong Tay, Jong-Min Lee, Chemosphere, 303(1) 134878 (2022)(en accès libre).
  • « Sustainable Route for Nd Recycling from Waste Electronic Components Featured with Unique Element-Specific Sorting Enabling Simplified Hydrometallurgy »
    Dong Xia, Nicolas M. Charpentier, Ange A. Maurice, Andrea Brambilla, Qingyu Yan, Jean-Christophe P. Gabriel, Chemical Engineering Journal, 441, 135886(2022) (en accès libre).
  • « Réutilisation directe des déchets plastiques électroniques pour diriger la croissance et la différenciation des cellules souches »
    Pujiang Shi, Chiew Kei Tan, Zhuoran Wu, Jean-Christophe P. Gabriel, Madhavi Srinivasan, Jong-Min Lee et Chor Yong Tay, Science of the Total Environment, 807, 151085 (2022). Version pré-éprouvée disponible gratuitement sur Hal repository.
  • « Première caractérisation en ligne par fluorescence X de l’extraction liquide-liquide en microfluidique »
    Ange A. Maurice, Johannes Theisen, Varun Rai, Fabien Olivier, Asmae El Maangar, Jean Duhamet, Thomas Zemb, Jean-Christophe P. Gabriel, Nano Select 3(2) (2022) 425-436.

2021

  • « Fine tuning of the structural colors of photonic nanosheet suspensions by polymer doping » (Réglage fin des couleurs structurelles des suspensions de nanofeuillets photoniques par dopage de polymères)
    Karin El Rifaii, Henricus H. Wensink, Claire Goldmann, Laurent Michot, Jean-Christophe P. Gabriel, Patrick Davidson, Soft Matter 17(41) 9280-9292 (17 Nov. 2021) avec Quatrième de couverture.
  • « Le démantèlement des cartes de circuits imprimés permettant le tri des composants électroniques et leur traitement ultérieur ouvrent des perspectives de durabilité élémentaire améliorée. »
    Ange A. Maurice, Khang Ngoc Dinh, Nicolas M. Charpentier, Andrea Brambilla, Jean-Christophe P. Gabriel, Sustainability 13(18), 10357 (2021).
  • « Approches électrochimiques pour la récupération de métaux à partir de déchets électroniques, une revue critique »
    Varun Rai, Daobin Liu, Dong Xia, Jean-Christophe P. Gabriel, Recycling 6(3), 53(2021) (Article Processing Charge waved).
  • « Spectroscopie de claquage induite par laser pour l’analyse des plastiques »
    Qiang Zeng, Jean-Baptiste Sirven, Jean-Christophe P. Gabriel, Chor Yong Tay, Jong-Min Lee, Trends in Analytical Chemistry, 116280 (2021).
  • « Value-added products from thermochemical treatments of contaminated e-waste plastics » (Produits à valeur ajoutée issus de traitements thermochimiques de plastiques de déchets électroniques contaminés)
    Pallab Das, Jean-Christophe P. Gabriel, Chor Yong Tay, Jong-Min Lee. Chemosphere 269, 129409 (2021)
  • « Étude spectroscopique en ligne de l’extraction des retardateurs de flamme bromés dans le CO2 supercritique »
    Dong Xia, Ange Maurice, Antoine Leybros, Jong-Min Lee, Agnes Grandjean, Jean-Christophe P. Gabriel, Chemosphere 263, 128282 (2021)

2020

  • « Déstabilisation de la phase nématique des suspensions de nanofeuillets d’argile par l’adsorption de polymères »
    Karin El Rifaii, Henricus H. Wensink, Thomas Bizien, Jean-Christophe P. Gabriel, Laurent Michot, Patrick Davidson, Langmuir 36(42) 12563-12571 (2020)
  • « Avancées dans le domaine des laboratoires sur puce microfluidiques pour l’étude des processus d’extraction liquide-liquide
    Ange Maurice, Johannes Theisen, Jean-Christophe P. Gabriel, Current Opinion In Colloid & Interface Science 46, 20-35 (2020)
  • « Une étude microfluidique de l’extraction synergique liquide-liquide d’éléments de terres rares »
    Asmae El Maangar, Johannes Theisen, Christophe Penisson, Thomas Zemb, Jean-Christophe P. Gabriel, Phys. Chem. Chem. Phys. 22(10) 5449-5462 (2020)

2019

  • « Effets des milieux poreux sur la cinétique d’extraction : Is the membrane really a limiting factor ? »
    Johannes Theisen, Christophe Penisson, Julien Rey, Thomas Zemb, Jean Duhamet, Jean-Christophe P. Gabriel, J. Memb. Sc. 486, 318-325 (2019)
  • « Méthodes de dispersion des nanotubes de carbone pour les applications en nanotechnologie : nanocristaux liquides, suspensions, polyélectrolytes, colloïdes et contrôle de l’organisation »
    S Manzetti, JCP Gabriel, International Nano Letters 9 (1), 31-49 (2019)

2018

Publications et brevets les plus cités
(~100 citations, après google Scholar)*

1 Détection électronique de la liaison spécifique des protéines à l’aide de dispositifs FET à nanotubes
A Star, JCP Gabriel, K Bradley, G Grüner
Nano letters 3 (4), 459-463
986
2003
2
Détection sans étiquette de l’hybridation de l’ADN à l’aide de transistors à effet de champ à réseau de nanotubes de carbone
A Star, E Tu, J Niemann, JCP Gabriel, CS Joiner, C Valcke
Proceedings of the National Academy of Sciences 103 (4), 921-926
845
2006
3
Réseau de capteurs de gaz basé sur des nanotubes de carbone décorés de métal
A Star, V Joshi, S Skarupo, D Thomas, JCP Gabriel
The Journal of Physical Chemistry B 110 (42), 21014-21020
667
2006
4
Électronique flexible à base de nanotubes
K Bradley, JCP Gabriel, G Grüner
Nano Letters 3 (10), 1353-1355
432
2003
5
Capteurs nanoélectroniques de dioxyde de carbone
A Star, TR Han, V Joshi, JCP Gabriel, G Grüner
Advanced Materials 16 (22), 2049-2052
397
2004
6
Observation de textures de cristaux liquides nématiques dans des gels aqueux d’argiles smectiques
JCP Gabriel, C Sanchez, P Davidson
The Journal of physical chemistry 100 (26), 11139-11143
323
1996
7
Chimie des grappes hexanucléaires de chalcohalogénures de rhénium
JCP Gabriel, K Boubekeur, S Uriel, P Batail
Chemical Reviews 101 (7), 2037-2066
298
2001
8
Phase lamellaire liquide-cristalline gonflée basée sur des feuilles étendues de type solide
JCP Gabriel, F Camerel, BJ Lemaire, H Desvaux, P Davidson, P Batail
Nature 413 (6855), 504-508
283
2001
9
Interaction des composés aromatiques avec les nanotubes de carbone : corrélation avec le paramètre de Hammett du substituant et la réponse FET mesurée des nanotubes de carbone
A Star, TR Han, JCP Gabriel, K Bradley, G Grüner
Nano letters 3 (10), 1421-1423
274
2003
10
Transfert de charge de l’ammoniac physisorbé sur les nanotubes
K Bradley, JCP Gabriel, M Briman, A Star, G Grüner
Physical review letters 91 (21), 218301
253
2003
11
Nouvelles tendances en matière de cristaux liquides colloïdaux basés sur des groupements minéraux
JCP Gabriel, P Davidson
Advanced Materials 12 (1), 9-20
239
2000
12
Capteurs nano-électroniques pour les analyses chimiques et biologiques, y compris les dispositifs capacitifs et bio-membranaires
K Bradley, YL Chang, JCP Gabriel, JL Passmore, S Skarupo, E Tu, …
Brevet américain 8,154,093
224
2012
13
Contrôle de la sensibilité des capteurs à nanotubes
K Bradley, PG Collins, JCP Gabriel, G Gruner, A Star
Brevet américain 6,894,359
220
2005
14
Cristaux liquides minéraux
P Davidson, JCP Gabriel
Current opinion in colloid & interface science 9 (6), 377-383
198
2005
15
L’électrocristallisation, un outil précieux pour la construction de solides moléculaires ordonnés et électroactifs
P Batail, K Boubekeur, M Fourmigue, JCP Gabriel
Chimie des matériaux 10 (10), 3005-3015
180
1998
16
Effets de canal court dans les capteurs chimiques à nanotubes passivés par contact
K Bradley, JCP Gabriel, A Star, G Grüner
Applied Physics Letters 83 (18), 3821-3823
172
2003
17
Influence des ions mobiles sur les dispositifs FET à base de nanotubes
K Bradley, J Cumings, A Star, JCP Gabriel, G Grüner
Nano Letters 3 (5), 639-641
166
2003
18
Nanocapteurs d’ammoniac et système de contrôle de l’environnement
M Briman, C Bryant, YL Chang, JCP Gabriel, SC Gandhi, BN Johnson, …
Brevet américain 8,152,991
139
2012
19
Mesure par SAXS du paramètre d’ordre nématique des gels de laponite
BJ Lemaire, P Panine, JCP Gabriel, P Davidson
EPL (Europhysics Letters) 59 (1), 55
118
2002
20
Modification de la sélectivité de la détection pour les réseaux de dispositifs à nanostructures
JCP Gabriel, PG Collins, K Bradley, G Gruner
Brevet américain 6,905,655
110
2005
21
Dépôt de couches minces de nanotubes de carbone selon la méthode Quasi-Langmuir-Blodgett
NP Armitage, JCP Gabriel, G Grüner
Journal of applied physics 95 (6), 3228-3230
110
2004
22
Cristaux liquides minéraux issus de l’auto-assemblage de nanosystèmes anisotropes
JCP Gabriel, P Davidson
Chimie des colloïdes I, 119-172
110
2003
23
Stockage de l’hydrogène par physisorption : au-delà du carbone
SH Jhi, YK Kwon, K Bradley, JCP Gabriel
Solid state communications 129 (12), 769-773
104
2004
24
Capteurs à nanostructure communicants à distance et alimentés par batterie
JL Passmore, JCP Gabriel, A Star, V Joshi, S Skarupo
Brevet américain 7,522,040
102
2009
25
Détection électronique d’agents chimiques et biologiques à l’aide de nanostructures fonctionnalisées
J Gabriel, G Gruner, P Collins, B Swanson, F Wudl
Brevet américain App. 10/345,783
100
2003
26
Dispositifs électroniques flexibles à nanostructures
NP Armitage, K Bradley, JCP Gabriel, G Grüner
Brevet américain 7,956,525
97
2011

* numéros de citation mis à jour le 15/06/2022

Voir aussi :

Alliance Singapour-CEA pour la recherche en économie circulaire
Projet ANR 4Water – J.-C. Gabriel