Philippe Walter est un chimiste spécialisé dans l'étude des matériaux du patrimoine culturel. Né en 1967 à Saint-Cloud, il étudie la physique et la science des matériaux dans le cadre du Magistère Interuniversitaire de Physique à l'École normale supérieure de Saint-Cloud - Lyon (1986-1990). Il rejoint ensuite le laboratoire de recherche des musées de France et le laboratoire de géochimie de l'Université Paul Sabatier à Toulouse, où il soutient son doctorat en Sciences de la Terre en 1993. Recruté au CNRS par l'Institut de Chimie, il est chargé puis directeur de recherche au Centre de recherche et de restauration des musées de France jusqu'en 2011. Il y dirige l'équipe CNRS de 2008 à 2011 et, début 2012, crée à l'Université Pierre et Marie Curie (Paris 6) le Laboratoire d'archéologie moléculaire et structurale, une nouvelle unité mixte de recherche avec le CNRS.

Ses recherches l'ont amené à développer des instruments innovants pour l'analyse de microéchantillons ou directement effectuée sur les œuvres. Il a ainsi contribué au développement des analyses par faisceaux d'ions avec l'accélérateur AGLAE installé au Palais du Louvre, dont il a dirigé l'équipe de 2003 à 2011, et où il poursuit actuellement la direction scientifique du projet New AGLAE de transformation de l'accélérateur. Il s'est par ailleurs intéressé à l'utilisation du rayonnement synchrotron pour l'analyse de produits cosmétiques anciens et de peintures. Il a joué un rôle pionnier dans ce domaine et a fédéré la communauté nationale en proposant de créer le groupement de recherche Synchrotron et Patrimoine, dont il a été le directeur adjoint de 2004 à 2007. En parallèle, il a conduit la construction de prototypes d'instruments d'analyse, portables et légers, permettant de travailler sur les terrains archéologiques ou dans les musées. Ces outils lui ont permis de réaliser différentes études, notamment sur les peintures corporelles de momies en Chine et au Chili. Afin d'effectuer ces développements technologiques, il a travaillé avec de nombreuses équipes expérimentales en France et à l'étranger, en particulier à Grenoble avec l'Institut Néel et l'European Synchrotron Radiation Facility (ESRF).

Sa démarche dans le domaine de l'archéologie et de l'art l'a conduit à s'intéresser à des périodes variées, de la Préhistoire à l'époque moderne. Il a dirigé différents programmes de recherche, dont un au sujet des habitudes cosmétiques de l'Antiquité, en collaboration durant 16 ans avec les laboratoires de recherche de L'Oréal. Il a ainsi caractérisé les compositions et propriétés des maquillages, tant sur des statuettes féminines du Paléolithique supérieur que dans des flacons à fards égyptiens et romains. Il a également étudié les peintures de grottes ornées, de tombes égyptiennes et gréco-romaines ou celles de certains artistes de la Renaissance, comme Léonard de Vinci. Ses travaux aident à comprendre l'évolution des techniques utilisées durant la vie de l'artiste ou au cours des siècles, et à mieux connaître ceux qui ont conçu et réalisé ces œuvres. Ces recherches montrent aussi que les manifestations artistiques sont une clé possible pour redécouvrir l'histoire de la chimie.

Auteur de 200 publications aussi bien dans des revues de physico-chimie que dans le domaine de l'archéologie et de l'histoire, et invité à environ 175 conférences, il a reçu plusieurs distinctions nationales et internationales : le Prix de la division Chimie physique de la Société française de Chimie (1994), les Médailles de bronze (2000) et d'argent (2008) du CNRS, le Prix Grammatikakis-Neuman de l'Académie des Sciences (2004), le Prix de la Fondation IxCore pour la recherche (2009) et le Prix franco-américain Franklin-Lavoisier, qu'il a reçu à Philadelphie en 2010.

Impliqué dans le développement de la communauté des sciences pour le patrimoine, il a été responsable, pour la partie française, du groupe de travail pour le développement de la recherche interdisciplinaire en archéologie créé par le Comité mixte franco-américain sur les sciences et technologies (2008-2012) et il a été membre des comités de sélection des projets des synchrotrons LURE et ESRF, du Conseil scientifique du Département de Préhistoire du MNHN, de l'infrastructure européenne d'analyse par faisceaux d'ions SPIRIT, de l'École Doctorale « Milieux, Cultures et Sociétés du passé et du présent » de l'Université Paris X-Nanterre. Il a co-organisé une dizaine de colloques internationaux et écoles d'été en France et à l'étranger et a été l'un des initiateurs du cycle d'écoles thématiques sur l'archéologie moléculaire et structurale créé en 2002 par Hubert Curien et Georges Tsoucaris au Centre international Ettore Majorana à Erice, en Sicile, et d'une nouvelle série de conférences américaines (Gordon Research Conference on scientific methods in Cultural Heritage research).

Soucieux de partager ses découvertes avec le plus grand nombre, il a été l'un des commissaires de deux expositions sur l'histoire de la beauté, au Musée égyptien du Caire en 2002 et au Musée national du Moyen Âge à Paris en 2009 : Le Bain et le Miroir, soins du corps et cosmétiques de l'Antiquité à la Renaissance. Il intervient régulièrement dans les médias et a écrit un ouvrage de vulgarisation en 2013 : L'Art-Chimie, enquête dans le laboratoire des artistes. Il enseigne notamment à l'Université de Liège et a participé à la création d'un diplôme de formation permanente sur le droit et l'analyse scientifique dans l'expertise des œuvres d'art à l'Université Paris 2 Panthéon-Assas.