1854年9月，在法国北部，靠近比利时国境的里尔市，新设立了一所理科大学，路易斯被任命为该校教授并兼总务长，除以教授身份讲授化学之外，路易斯还得以总务长的职权经营这一所新设的大学。

里尔是工业城市，为了鼓励厂家的子女多来就读理科大学，路易斯强调实验的重要性。他接着说，鼓励发明，光靠实验是不够的，还必须学习科学理论，他举了种种例子予以说明。

为了发展新大学，这位年轻总务长竭尽所能地努力着。他担任的化学课程，必须先有充分准备之后才开始，所以没多久，学生间好评如潮。

除了大学的经营和讲课之外，路易斯还有结晶的研究要做。

为了学生，任何时候他都不辞辛劳，有时还带学生到法国各地参观各种工厂。

1856年7月，路易斯跟学生一起到比利时作工业教学旅行。他怀着好奇心，到处询问请教，借实地参观以鼓起和促进学生的求知欲。

由于路易斯这般努力，年轻的里尔理科大学可与历史悠久的著名大学竞争了。教育部部长看到该大学办得如此成功，很是欣慰，并认为功劳该归于路易斯优异的教育才能。

1856年夏天，比利时旅行归来后不久，路易斯接受了一位名叫比戈的工业家的访问。比戈开口说：“路易斯老师，我有事拜托您，不知能不能和您谈谈？”

“请说。”

“我是以甜菜为原料来制造酒精的，可是失败了，亏了大本。”

“那太糟了！是什么原因造成的呢？”

“原因我也不知道。我来拜访，就是想请路易斯老师找出失败的原因，请问您肯不肯一起调查那个原因呢？”

“好的，我正在想为工业界做些有益的事，同时也想把实际工作的成果传授给学生，我很高兴有这样的机会。”路易斯答应了之后，每天一有空，就到比戈先生的工厂去。

他们从显微镜看到的微生物中，有一类叫做酵母。酵母能将糖分解为酒精和二氧化碳，这种现象称为发酵。也就是说，糖经过发酵，可制出酒精。

这种现象对于当代来说，是任何人都知道的，但是在路易斯那个时代，对于发酵这一现象是怎样发生的一点都不了解。发酵是需要酵母这一件事是知道的，但是酵母到底有什么作用他们不知道。他们酿造葡萄酒或醋的时候，全靠经验，因此经常发生意想不到的失败。

路易斯在比戈先生来访的4个月前，在准备化学讲义的时候，曾经想过“发酵是什么”这一问题，他想是时候开始研究这一问题了。所以，他对于比戈先生提出的这一研究非常热心。

正在发酵的溶液中到底有什么东西呢？路易斯开始用显微镜仔细观察。

路易斯手头只有一架旧式显微镜以及一具要以无烟煤加热的简单的恒温槽而已。恒温槽是种容器，可使放置其内的物质处于所需的一定温度之下。由于“定温”的高低，而有种种形式。

路易斯像往常一样，耐心地用显微镜观察，终于发现了有趣的现象。

发酵情况良好，溶液中的微生物呈圆形；溶液开始变质时，微生物伸长了；溶液变酸之时，也就是说发酵失败时，微生物竟然伸得更长了。

他用这种简单的观察法来判断工厂内的发酵进行得好或不好，这使得酒精酿造失败的次数大为减少。

路易斯仍然继续发酵的研究，他用显微镜观察酸败了的牛乳，发现了短杆形微生物——乳酸菌。把含有乳酸菌的溶液加入新鲜牛乳，牛乳不久便腐败而有酸味。在乳酸发酵中，乳酸菌的作用类似酵母菌。同时路易斯又发现，当乳酸菌出芽增殖时，乳酸发酵就随着增进。

以前的学说，认为发酵现象与有机物或生物无关，路易斯的观察推翻了这种学说。

1857年，路易斯转任母校高等师范学校教席。里尔大学校长，对于大学的发展有很大贡献的能干的总务长说：“理科大学现在要失去一位第一流教授，同时也是学者的人了。”言下之意，对于路易斯的转任表示惋惜。

路易斯认为里尔大学已有相当的名声和地位，即使自己不在也会继续荣盛的。反观高等师范学校，却已今非昔比，经济上、学校事务、行政上以及优秀学生的培养等各方面都很不顺利。路易斯想：“我必须挽救我的母校。我要尽可能努力，恢复高等师范学校往日的盛誉。”他被委以全权负责学校事务、行政，并兼任理科主任。

从里尔迁移到巴黎的路易斯，计划边从事学校的工作，边做发酵的研究，可他找不到适合做研究室的房子，学校方面也不肯帮忙。

不管环境如何恶劣，路易斯也不会灰心的。他不求人帮忙，自己动手把学校的一间阁楼改造成研究室。那个房门由于又低又窄小，没法使用而被学校弃置，与其说是房间不如说是洞穴。

但是，为了复兴母校，路易斯是决心做任何事情的。比如说，他的记事小册中就常写着校园要铺小石粒、改善教室的通风设备、修理餐厅门窗等。这种零零碎碎的事情，他都很注意。

在洞穴似的阁楼研究室中，路易斯最先做的，是有关酒精发酵的研究。

糖溶液保持适当温度，就会自然发酵，产生酒精、醋等。路易斯已经知道在发酵时，叫做酵母菌的微生物占有重要地位，因为他观察出酵母菌能够把糖分解为酒精和二氧化碳。

路易斯现在又发现，酒精发酵经常产生少量的甘油。换句话说，刚酿好的葡萄酒中，多多少少含有甘油。

紧接着，他又发现酒精发酵必会产生琥珀酸。

如此，一个接着一个，路易斯揭开了发酵上的各种谜团。

到了夏天，紧邻屋顶的研究室中，气温高达36℃，简直难以忍耐。但是，路易斯没有半句怨言，仍努力实验。

1859年这一整年，路易斯一直在思考着，发酵所不可缺的、微小到不用显微镜就看不到的酵母菌，到底是从哪里来的呢？

就在这一年的9月，阿尔布瓦家中，路易斯的长女患了伤寒不幸去世，路易斯悲恸欲绝，在给他父亲的信中，有如下一段话：

我每天都在想着女儿过去的种种，她是那么可爱、健康而幸福。也许再过一段日子，那个孩子就会成为我和玛丽的可爱宠儿……

原谅我提起了这些令人悲伤的事情，也让您感到伤感。但是，爸爸，神召有福的孩子，那个孩子是幸福的。我们该想想留下来的孩子们，尽力保护他们，使他们能免受世间的苦难。

就像信中说的，后来路易斯果然有了相当大的成就。他不但保护了自己的子女，也让全世界其他的孩子都能够免于许多染患疾病的困扰。