L’énergie est un des enjeux majeurs du XXI^e siècle. L’accès pour tous à l’énergie passe par le développement de nouvelles sources d’énergie plus intermittentes ( solaire, éolien…) et donc le développement de solutions de stockage de cette énergie. La chimie est au cœur des recherches sur le stockage de l’énergie (accumulateurs, piles à combustible…) ou encore sur l’amélioration des rendements du photovoltaïque 

Le développement de matériaux toujours plus performants est essentielle à la compétitivité des marchés avals : poussée soit par contrainte réglementaire comme pour la construction et l’automobile ou par contrainte économique comme pour l’aéronautique, la recherche de performance des matériaux implique de manière forte les acteurs de la chimie. Les matériaux composites, hybrides, les nouveaux polymères ou élastomères permettent par exemple d’améliorer l’isolation thermique et phonique de bâtiments, disposer de nouvelles solutions de soin en santé, ou encore de réduire le poids (donc l’énergie nécessaire) des moyens de transport sans nuire à la sécurité…

Dans le domaine des matériaux, les nanotechnologies occupent une place un peu à part : c’est une manière high-tech d’aborder la problématique de matériaux plus performants pour des applications spécifiques, mais c’est aussi une nouvelle gamme de procédés de fabrication , des enjeux environnementaux et santé humaine spécifiques, et de nouvelles méthodes de mise en œuvre.

La chimie de la biomasse est une des réponses à la raréfaction des ressources fossiles. Cette thématique englobe la recherche sur les matières premières utilisées, les procédés de fabrication à développer, les intermédiaires et produits nouveaux que l’on peut valoriser.

La raréfaction des ressources naturelles conduit naturellement à « pousser les feux » en matière de recyclage L’économie du recyclage qui doit se développer fortement, implique de concevoir, en cohérence avec les filières utilisatrices, des matériaux possédant les mêmes fonctionnalités mais facilitant le recyclage  et de pouvoir intégrer les matériaux recyclés dans de vraies filières de production. 

Les matières premières utilisées par la chimie sont amenées à changer significativement dans les années à venir. Ce sont le passage à des ressources renouvelables ( cf l’engagement de la chimie française de doubler la part de ressources renouvelables en 10 ans) , à des ressources issues du recyclage , mais aussi  à d’autres ressources fossiles que le pétrole.

L’amélioration de la durabilité intrinsèque de l’industrie chimique passe sans conteste par l’amélioration des procédés. Cette amélioration passe par l’évolution des modalités réactionnelles (: la catalyse, les milieux réactionnels, les schémas d’activation ou encore de nouveaux schémas de synthèse) , mais aussi par la conception de nouveaux outils de production.

Que ce soit pour mesurer son impact, améliorer ses procédés ou évaluer sa durabilité, la chimie a besoin de moyens de mesure performants  et de méthodologies robustes. Pour ce qui concerne la mesure , elle fait appel en grande partie à la chimie analytique qui est un domaine en forte évolution.

Parfois génératrices de pollutions, la chimie a un rôle important pour résoudre le problème des pollutions liées à l’activité humaine ( pollution des sols, des eaux, de l’air..)  La Chimie Curative, que l’on peut aussi appeler chimie pour les Eco technologies, est un domaine en émergence ou il faut allier la chimie et les biotechnologies dites « jaunes » et penser  d’Ingénierie Ecologique ( bioremédiation, phytoremédiation )