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Une conférence qui dresse un panorama de la recherche sur le graphène dans le monde : présentation du matériau, propriétés et applications.

Une conférence de Anne Tanguy, chercheuse au Laboratoire de physique de la matière condensée et nanostructures, Université Claude Bernard Lyon 1, présentée dans le cadre de "Physique au Printemps" 2009. Anne Tanguy montre comment les caractéristiques du matériau peuvent affecter la propagation du son, en particulier les caractéristiques mécaniques, et décrit l'influence de la microstructure sur la diffusion et l'atténuation. Elle présente ensuite des résultats récents sur la propagation du son dans les verres et dans les milieux granulaires.

Aujourd’hui encore, le verre n’est toujours pas bien compris d’un point de vue fondamental. Le verre est une magnifique illustration d’un ensemble très riches de découvertes fondamentales, d’inventions techniques et d’innovations technologiques. Didier Roux présente la saga du verre.

L'environnement est un objet d'étude qui fait appel à une grande diversité de disciplines qui collaborent entre elles pour éclairer le débat public : chiffres-clé, bilans carbone, rapport du GIEC… Cependant, le processus permettant de produire ces connaissances est assez mal connu du grand public. Pour ramener un problème global à taille humaine, le projet "Antarctique 2°C" s'est lancé dans une étude scientifique de l'écosystème austral sous divers angles : l'idée est de documenter et d'expliquer toute la démarche scientifique, de la campagne de terrain aux analyses en laboratoire. Un focus sera fait autour des recherches sur les microplastiques qui ont été menées au sein de cette campagne, ainsi que sur les contenus pédagogiques et les ateliers scolaires qui ont été réalisés en parallèle.

Les capteurs acoustiques : des montres à quartz aux biocapteurs, une conférence de Jean-Michel Friedt. Présentation des propriétés physiques du quartz, en particulier les faibles pertes acoustiques ; principe de fonctionnement d'un diapason à quartz ; résonateurs haute fréquence ; ondes acoustiques de surface et application.

Mieux comprendre les mécanismes de construction et les structures des matériaux de la nature pour s’en inspirer permet de créer des nouveaux matériaux et systèmes. Au carrefour de la chimie, de la physique, de la biologie et de la science des matériaux, se développe le champ nouveau d'investigation concernant les matériaux inorganiques ou hybrides bio-inspirés.

Une conférence pleine d'illustrations sur le biomimétisme et les nanomatériaux pour aller vers les matériaux du futur.

Une conférence sur la cristallographie à hautes pressions avec des applications telles que l’étude de la structure de la Terre ou des Planètes, l'élaboration des nouveaux matériaux supraconducteurs ou la réalisation des transistors de demain.

Conférence sur la modélisation des propriétés mécaniques des cellules par analogie avec le principe de fonctionnement des mousses

Une conférence de Boris Gralak, chercheur à l'Institut Fresnel à Marseille. Les cristaux photoniques sont des structures périodiques diélectriques sans absorption qui présentent des bandes de fréquences interdites à la propagation de la lumière (ou gap). Ainsi, dans certaines conditions, les cristaux photoniques peuvent se comporter comme des matériaux d'indice optique inférieur à celui du vide, voire négatif : ils se comportent comme des métamatériaux, c'est-à-dire des structures composites présentant des propriétés extraordinaires qui n'existent pas à l'état naturel.

Après l'ère du tout-synthétique et pour faire face à l'urgence climatique, l'utilisation de matériaux naturels ou dérivés de ressources naturelles revient sur le devant de la scène. Quels sont les bénéfices de cette évolution ? Plusieurs exemples illustreront les développements récents de synthèse de matériaux à partir de matières premières biosourcées.

La structuration de la matière à l’échelle nanométrique fait apparaître des propriétés nouvelles, inattendues et totalement différentes de celles des mêmes matériaux à l’échelle macroscopique. Cela ouvre de multiples perspectives dans de nombreux secteurs d’activité tels que la santé, l’énergie, l’environnement, ou encore l'électronique. Les chercheurs travaillent à l'opération dèlicate de structurer la matière à très petite échelle.

Une conférence de Jean-Yves Delannoy, chercheur industriel au Centre de Technologies du groupe Michelin à Clermont-Ferrand. Présentation générale des spécificités d'une recherche industrielle, puis exemples de recherches actuelles sur les matériaux.

Une conférence de Jean-Michel Gérard, chercheur au laboratoire Nanophysique et semi-conducteurs, directeur du Service de Physique des Matériaux et Microstructures, CEA de Grenoble, présentée dans le cadre de "Physique au Printemps" 2010. Présentation des sources lumineuses basées sur les semi-conducteurs et leurs applications. Plus précisément, principe de fonctionnement et nombreuses applications des diodes laser. Puis présentation de thèmes de recherches récents : physique des boîtes quantiques ; microcavités optiques ; sources de photon unique.

Conférence sur les matériaux utilisés et la fabrication des cellules photovoltaïques.

Conférence sur sur la tribologie et plus particulièrement sur les petites échelles des matériaux pour mieux comprendre comment piloter les propriétés de friction.

Aujourd’hui, la moitié de la population mondiale vit en ville. Ce phénomène d’urbanisation est tel que d’ici à 2050, cette proportion atteindra 70%. La densification des territoires urbanisés, et l’économie du foncier favorisent mécaniquement la croissance verticale de l’espace urbain, notamment par le biais du potentiel que le sous-sol offre au développement des villes. Dans le même temps, le sous-sol urbain est aujourd’hui reconnu comme un espace riche en ressources, espace disponible, eau, géo-matériaux et géothermie jouant un rôle fondamental dans l’aménagement durable des territoires mais dont la réglementation reste lacunaire. Il en découle un manque de coordination et de planification dans l’exploitation de cet espace qui s’illustre par des conflits d’usages, préjudiciables aux différents compartiments du sous-sol urbain.

En manipulant la matière à l’échelle de l’atome, il est possible d’agencer la matière de manière faire émerger des propriétés totalement originales, en agissant sur la composition et la structure des matériaux élaborés. Grâce au TUBE DAUM de l’Institut Jean Lamour, qui offre des possibilités complémentaires de déposer des atomes de différentes natures sur une surface choisie et qui permet de caractériser les assemblages formés, la création de nouveaux matériaux permet de proposer des solutions à des problématiques sociétales majeures : diminution de la consommation énergétique des unités de stockage de l’information, amélioration de la durée de vie des panneaux solaires thermiques, augmentation de l’efficacité des catalyseurs, etc.

Au cours de cet exposé, l'orateur rappelle à quel point l'état cristallin prédomine dans la matière qui nous entoure et comment son étude a permis des avancées majeures de la science moderne que ce soit pour la compréhension des propriétés des matériaux, du fonctionnement de l'intérieur de la Terre ou du vivant. Par la même occasion, il présente une diversité d'enjeux actuels de recherche qui nécessitent d'étudier la structure de la matière et notamment la matière cristalline. Ces enjeux vont de l'exploration de planètes comme Mars jusqu'à la remédiation de pollutions en passant par l'histoire de la Terre et de la vie.

Cette conférence présente l'histoire de l'électromagnétisme jusqu'à la spintronique qui a permis de mettre au point les disques durs actuels de grande capacité.