CP1. Nano-géodynamique : quand l’échelle atomique et les nanotechnologies nous renseignent sur la convection du manteau terrestre

par Patrick Cordier, Professeur des Universités - Université de Lille - Unité matériaux et transformations (UMET)

La nano-géodynamique est une approche qui repose sur l’hypothèse que certains phénomènes géologiques à grande échelle trouvent leur origine, au moins partiellement, dans des mécanismes agissant à l’échelle microscopique, voire atomique. La reconnaissance de l’importance de ces mécanismes a conduit depuis longtemps à mener des investigations microscopiques post-mortem (principalement à l’aide de microscopes électroniques à transmission (MET)) sur des échantillons issus de processus naturels ou d’expériences de laboratoire. Il est cependant possible aujourd’hui d’aller plus loin, et de mener des expériences directement à l’échelle où ces processus élémentaires sont actifs. Les nanotechnologies ont beaucoup évolué au cours des deux dernières décennies et ont permis de mettre au point des machines miniaturisées qui peuvent être utilisées pour étudier les propriétés mécaniques des matériaux. Ces expériences complètent les modélisations à l’échelle atomique qui sont une autre source d’information émergente sur ces mécanismes élémentaires. L’enjeu est ensuite de développer des modèles multiéchelles qui permettent de faire le lien avec des lois de comportement macroscopiques. Dans cet exposé, nous illustrerons cette démarche en cours de développement avec des exemples portant sur des minéraux du manteau terrestre.

CP2. La chimie au cœur de l’économie circulaire

par Franck Dumeignil, Professeur des Universités - Université de Lille - Unité de catalyse et de chimie du solide (UCCS)

Jeudi 3 novembre 2022 - 17 h 15
Amphis A et B de LILLIAD

La concrétisation du concept de bioraffinerie va insuffler un nouvel essor économique à l’ensemble de notre Société en s’imposant comme le moteur d’une bioéconomie associant vertu et durabilité, cette denière s’inscrivant elle-même au sein de l’économie circulaire en optimisant la gestion des « déchets » et leur recyclage/réutilisation.

Dans ce cadre, la chimie, et en particulier la catalyse possède un rôle déterminant, comme c’est déjà le cas dans les pétroraffineries. Cependant, contrairement aux pétro-ressources, les bioressources se déclinent sous de nombreuses formes, avec moult variations en termes de nature et de composition. Les bioraffineries doivent ainsi traiter des matières premières aussi diversifiées que la cellulose, l’hémicellulose, les huiles, la lignine..., à l’aide d’un ensemble de technologies spécifiquement développées pour tirer le meilleur parti de chaque fraction. Il faut donc les concevoir de manière intégrée, durable et diversifiée, en impliquant notamment tous les acteurs « directs » de la filière de la biomasse, mais aussi de nombreuses autres expertises permettant, par exemple, d’en valider les viabilités socio-économique et écologique/environnementale (au travers des analyses de cycle de vie, notamment), indispensables à l’élaboration et la pérennisation du concept.

Dans le cadre de cette conférence, les grands concepts sous-jacents au développement de cette filière seront présentés et illustrés, en insistant tout particulièrement sur le rôle prépondérant de la chimie, sans toutefois s’y limiter.

CP3. Les métamatériaux acoustiques

par Anne-Christine Hladky, Directrice de recherche du CNRS - Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologies (IEMN), responsable du groupe Acoustique

Vendredi 4 novembre 2022 - 8 h 30
Amphis A et B de LILLIAD

Les cristaux phononiques (c’est-à-dire les arrangements périodiques de plusieurs matériaux) ont suscité un grand intérêt au cours des deux dernières décennies en raison des propriétés inhabituelles qu’ils peuvent présenter. Classiquement, en fonction des propriétés des matériaux et de la disposition géométrique, les cristaux phononiques peuvent produire des bandes interdites, c’est-à-dire des gammes de fréquences dans lesquelles la propagation des ondes est interdite ( i.e. les ondes sont évanescentes). Ces bandes interdites de Bragg offrent plusieurs applications potentielles dans des domaines tels que l’isolation phonique ou la furtivité en acoustique sous-marine...

Le vocable métamatériaux désigne une classe de matériaux artificiels présentant une structuration à une échelle plus petite que la longueur d’onde leur permettant d’adopter un comportement sans équivalent à l’état naturel. Les métamatériaux possèdent un comportement effectif macroscopique qui leur confère également un certain nombre d’applications potentielles.

Dans cette présentation, après des généralités sur les métamatériaux et les cristaux phononiques, plusieurs applications spécifiques sont décrites, de l’acoustique sous-marine à la réalisation de filtres RF agiles.

CP4. Les batteries dans le contexte du développement durable

par Jean-Marie Tarascon, Professeur au Collège de France, Chaire « Chimie du solide et de l’énergie », ancien Professeur à l’Université de Picardie Jules-Verne (1994-2013)

Vendredi 4 novembre 2022 - 10 h 30
Amphis A et B de LILLIAD

Les enjeux liés au stockage de l’énergie ont conduit, au cours de cette dernière décennie, à un foisonnement scientifique donnant naissance à des innovations spectaculaires dans le domaine des batteries. Ces innovations qui relèvent d’une chimie et électrochimie maitrisées font aujourd’hui de la mobilité électrique une réalité. Dans ce contexte, il est légitime de se demander quelle sera la batterie du futur, en particulier, si celle-ci sera la bonne option pour un développement durable. Il s’agit d’un challenge énorme faisant appel à de nouveaux matériaux, de nouvelles chimies et de nouveaux concepts. Cette conférence tentera d’aborder ces différents aspects. Les nouveaux concepts seront illustrés par la découverte d’une nouvelle activité redox au sein des matériaux d’électrodes. Les aspects durabilité seront traités via le prisme de la technologie Na-ion, mais aussi via le développement de batteries intelligentes associant l’injection de fonctionnalités de diagnostic et d’autoguérison. Il s’agit là d’une nouvelle direction de recherche associant l’optique physique et la chimie supramoléculaire.

CP5. Astronomies du passé

par Yaël Nazé, Senior Reasearch associate - Université de Liège - Département d’Astrophysique - Géophysique et Océanographie

Vendredi 4 novembre 2022 - 15 h 00
Amphis A et B de LILLIAD

L’astronomie n’est pas née d’hier et, même si les progrès ont été prodigieux ces dernières années, il faut toujours connaître les origines pour mieux comprendre la situation actuelle. Au début, partout dans le monde, nos ancêtres levèrent les yeux vers les astres et tentèrent de les comprendre en élaborant diverses histoires simples, les mythes. Très vite, les anciens allèrent plus loin, et l’on retrouve les prémices d’une véritable Science dans leurs écrits – un balbutiement qui forgea la science moderne. Vous découvrirez ainsi notre héritage astronomique sous toutes ses facettes, surtout les moins connues : les mythes primitifs, l’orientation des mégalithes, le savoir égyptien, le ciel de Babylone, la méticulosité chinoise, les cosmogonies maya et inca, les étoiles-guides polynésiennes...

Non, il ne faut pas croire que les anciens ne pensaient pas – leurs observations sont même encore utiles à l’astronome d’aujourd’hui !