Brèves

Batteries « Lithium métal-polymère » : vers un fonctionnement à température ambiante Camille Pinchart (SyMMES/STEP) et Jean-Marc Zanotti (LLB/MMB) Un électrolyte canonique des batteries lithium-métal-polymère est le POE (Poly – Oxyde d’Éthylène) dopé par des sels de lithium. La conductivité y est contrôlée par la dynamique locale du polymère. Pour de bonnes performances en conduction, il est nécessaire de maintenir ces accumulateurs à 80°C, au-dessus du point de fusion du POE « bulk » (TM). Cette température élevée étant un facteur limitant les performances, il s’agit d’un enjeu industriel majeur. Nous proposons une stratégie de confinement nanométrique au sein d'une membrane, qui permet d'abaisser, par…

Des réseaux de particules sub-nanométriques d’argent aux propriétés optiques uniques Julien Cardin (CIMAP/NIMPH) Selon leurs dimensions, les nanoparticules d’argent métallique sous lumière incidente montrent, soit des résonances plasmoniques pour des particules de dimension allant jusqu’à quelques nanomètres, soit un comportement du type semi-conducteur pour les agrégats de dimensions sub-nanométriques. Le comportement plasmonique va donner lieu à des propriétés caractéristiques de diffusion et d’absorption de la lumière, ou de localisation de champ électromagnétique. La réduction de la taille des particules métalliques à une longueur d’onde inférieure à la longueur d’onde de Fermi conduit à un écartement des niveaux d’énergie, jusqu’à dépasser…

Diffusion multi-échelles du lithium dans les électrolytes solides Saïd Yagoubi (NIMBE/LEEL) et Thibault Charpentier (NIMBE/LSDRM) Les batteries au lithium actuellement commercialisées présentent des risques environnementaux comme la fuite des électrolytes liquides et peuvent connaître occasionnellement des problèmes de sécurité. Face aux exigences de respect de l’environnement et de sécurité, les batteries tout-solide peuvent apporter une solution efficace tout en répondant aux besoins accrus de stockage d’énergie. L’un des enjeux pour le développement de ces batteries tout-solide est d’augmenter la conductivité ionique des électrolytes solides à température ambiante. Le contrôle et l’amélioration des propriétés de conduction ionique passent par une connaissance…

Optimisation de l’émission XUV dans les semiconducteurs par ingénierie de bande Willem Boutu (Lidyl / Atto) La génération d’harmoniques d’ordre élevé (GH) dans les gaz est étudiée depuis longtemps au LIDYL. Ce n’est que récemment que le principe fondamental de la GH a pu être transposé dans les semi-conducteurs et les diélectriques. Lorsqu’un laser ultrabref et intense irradie un cristal, le champ électrique produit est suffisant pour promouvoir des électrons de la bande de valence aux bandes de conduction par effet tunnel. Ils oscillent à des fréquences petahertz ensuite au sein de ces bandes d’énergie sous l’influence du champ laser,…

Mise en évidence d’une relaxation thermo-mécanique dans un liquide usuel après cisaillement Eni Kume et Laurence Noirez(LLB/NFMQ). Il est communément admis que les ondes de cisaillement ne se propagent pas dans un milieu liquide. L’énergie des ondes de cisaillement est supposée se dissiper presque instantanément. Pourtant, de récents travaux expérimentaux et théoriques montrent que les liquides peuvent propager les ondes de cisaillement, comme le font les solides, mais à l’échelle confinée. Nous nous proposons d’explorer une des propriétés « de l’état solide » les plus remarquables : la thermo-élasticité. L’effet thermo-élastique découvert par Joule et décrit par Kelvin, reflète la capacité d’un solide…

Modifications induites par des faisceaux d’ions sur les molécules organiques complexes en phase solide : cas de la pyridine Prudence Ada Bibang et Hermann Rothard (CIMAP). Les biomolécules présentes dans l’espace interstellaire pourraient avoir contribué à l’émergence de la vie sur notre terre, car de la matière organique est constamment délivrée par des micrométéorites. Ces biomolécules résulteraient de la recombinaison des radicaux formés lors de l’interaction des rayonnements ionisants avec les molécules de faibles masses (H2O, CO,..) présentes dans les grains de poussière interstellaire sous la forme de fines couches de glace. Ces biomolécules sont environnées de molécules telles que les molécules d’eau, par…

Localisation de la réaction cathodique dans les couches de produits de corrosion formées en conditions de stockage des déchets radioactifs Delphine Neff, Florence Mercier, Ludovic Tortech, Philippe Dillmann (Nimbe) Dans le cadre de la thèse d’Hélène Lotz (soutenue en 2020, université Paris-Saclay), et en collaboration avec la DES/SCCME (C. Bataillon), la localisation de la réaction cathodique dans des couches de produits de corrosion formées en conditions anoxiques dans une eau synthétique du site de Bure a été étudiée. L’enjeu est de comprendre les mécanismes de corrosion afin de fournir des paramètres fiables pour les modèles prédictifs de la corrosion sur plusieurs milliers…

Un accélérateur laser-plasma pour créer une source de positrons compacte Tiberio Ceccotti et Sandrine Dobosz Dufrenoy (LIDYL) La recherche de schémas d’accélération de particules, alternatifs aux schémas conventionnels est un domaine en plein essor. En particulier, les dispositifs exploitant des lasers ouvrent la perspective de produire des sources particulièrement compactes, de taille micrométrique, de courte durée (inférieure à la dizaine de femtosecondes) et de charge non négligeable (supérieure au picoCoulomb – pC). Les expériences réalisées par le groupe PHI, sur le système laser UHI100 en collaboration avec l’équipe de G. Sarri (Queen’s University, Belfast), ont permis de créer une source…

Impression 4D de matériaux composites et fonctionnels : les polymères magnéto-actifs Giancarlo Rizza (LSI) Bien que l’impression 3D existe depuis une trentaine d’années, celle-ci se limite essentiellement au prototypage d’objets statiques. Pour réaliser des objets dynamiques, une nouvelle technologie est en train d’émerger : l’impression 4D. Celle-ci permet l’impression de matériaux composites et/ou fonctionnels, qui changent de forme ou de propriétés dans le temps, la quatrième dimension, sous l’effet de leur environnement : la température, le champ magnétique, le champ électrique, la pression, etc… La synergie entre une matrice intelligente et le design 3D de l’objet a ouvert un nouveau champ de recherche…

La consommation d’énergie, paramètre clé des trajectoires macroéconomiques à l’échelle mondiale Hervé Bercegol (SPEC) Les ressources énergétiques sont indispensables à la production économique. Or, pour combattre le changement climatique, il faut consommer moins d’énergies fossiles. Si nous voulons maintenir l’activité économique, peut-on diminuer la consommation d’énergie, ou doit-on remplacer Joule pour Joule les technologies émettant du CO2, voire même déployer plus de capacité énergétique ? En considérant l’économie mondiale comme un systèmes macroscopique dissipatif, des chercheurs du SPEC-SPHYNX ont analysé empiriquement les données historiques disponibles sur les deux cents dernières années. Durant de longues périodes, l’activité économique (Produit Intérieur Brut, PIB,…

Lancée en 1991 par Pierre Bergé, Chef du DRECAM nouvellement créé, cette lettre d’information scientifique a été publiée, pratiquement sans interruption, jusqu’à aujourd’hui. Remercions chaleureusement ici tous les correspondants «communication» et tous les membres des comités de rédaction qui se sont succédé pour réaliser ces 300 numéros. En feuilletant les « Brèves » (voir la collection complète, sur le site intranet de l’IRAMIS), vous retrouverez presque 30 ans de la vie de nos labos. Et ceux qui étaient présents avant 2002, se rappelleront les aventures de Sécurix, saison 1 d’un feuilleton sécuritaire épique en 64 épisodes (du n° 46 au 117), rédigé…

Imagerie nanométrique 3D par vision assistée par ordinateur/UV Willem Bouttu et Hamed Merdji (LIDYL) L’imagerie sans lentille avec des rayons X, aussi appelée imagerie par diffraction cohérente (CDI), est une approche prometteuse en imagerie. La CDI est très efficace pour la formation d’images bidimensionnelles, mais l’imagerie tridimensionnelle reste toujours un challenge. Nous avons démontré récemment la validité d’une nouvelle technique d’imagerie qui permet d’obtenir une reconstruction 3D à partir d’une unique impulsion laser, en combinant les algorithmes de l’imagerie assistée par ordinateur et de l’imagerie sans lentille. A l’échelle du nanomètre, obtenir des informations sur les propriétés 3D d’un système…

Laser à fibre dopée Néodyme pour une émission de forte puissance dans le domaine spectral bleu/UV Kilian Le Corre et Mathieu Laroche (CIMAP) Les sources lasers de forte puissance (> 1 Watt) émettant dans le domaine spectral bleu et ultraviolet présentent actuellement un intérêt pour de nombreuses applications scientifiques ou technologiques : traitement ou analyse des matériaux (métaux, silice…), refroidissement d’atomes alcalino-terreux, bio-photonique, LIDAR, etc… L’équipe OML (Optique, Matériaux et Lasers) du CIMAP collabore depuis plusieurs années avec la société iXBlue, située à Lannion, afin de développer de nouvelles sources laser basées sur des fibres optiques dopées Néodyme fonctionnant sur la…

Comprendre le comportement magnétique intrinsèque et collectif de nanoparticules de bleus de Prusse Benoit Gobaut (LLB) Les analogues de bleus de Prusse sont une famille de complexes moléculaires de coordination de formule générale AM’II[MIII(CN)6] (avec A alkalin, M et M’ des métaux de transition). Leur intérêt réside dans la grande variété de propriétés physiques (et notamment magnétiques) qu’ils peuvent présenter en fonction des métaux de transition qui les composent. De plus, par leur facilité d’élaboration, ils offrent la possibilité de façonner des nanoparticules moléculaires aux propriétés choisies. Cependant leur utilisation pratique nécessite la compréhension de leurs propriétés intrinsèques (ségrégation coeur-coquille,…

Obtention d’intensités lumineuses extrêmes à l’aide de miroirs plasmas relativistes courbés optiquement Henri Vincenti (LIDYL) Un des challenges majeurs de la physique des Ultra-Hautes Intensités est de mettre au point une source de lumière capable d’atteindre des intensités supérieures à 1025 W.cm-2, à partir desquelles des effets d’électrodynamique quantique (QED) non linéaires deviennent dominants. En particulier, aux alentours de 1029 W.cm-2 (Intensité de Schwinger), le champ laser pourrait littéralement « casser le vide » et produire des paires e-/e+. Toutefois, ces intensités sont plus de 3 ordres de grandeur supérieures à l’intensité maximale délivrée par les lasers PW actuels (1022 W.cm-2). Pour…