Programme détaillé

• 9.15 - Introduction
  Stéphane Fontanell (OMNT, Grenoble)

• 9.30 - Leçons de la photosynthèse pour les nanotechnologies
  James Sturgis (Univ. Marseille, LISM)
  Résumé : L’année 2011 a vu quelques avancées majeures dans l’étude de la photosynthèse avec des conséquences potentielles importantes pour le développement en nanosciences bio-inspirées. Les trois plus importantes sont la découverte de la chlorophylle f, la résolution de la structure métallique au centre de l'enzyme responsable de la photolyse de l'eau et l'observation des transferts cohérents d'énergie longue distance. Ces développements représentent une étape importante vers la réalisation de systèmes de production de dihydrogène et de dioxygène à partir de la photolyse de l'eau et des cellules à combustibles non-polluants. Il est remarquable en effet que ce centre métallique n'utilise pas de métaux lourds, toxiques et rares comme le font la plupart des catalyseurs utilisés en chimie.

• 10.00 - Les premiers pas de l’électronique de spin moléculaire : principes et résultats récents
  Dominique Vuillaume (CNRS - IEMN, Lille)
  Résumé : Aujourd’hui, la spintronique, ou électronique de spin, discipline exploitant une propriété magnétique et quantique de l'électron appelée spin, est très largement utilisé dans le domaine de l’enregistrement magnétique. Elle met en œuvre des matériaux inorganiques. De par leurs propriétés spécifiques, les matériaux organiques pourraient aussi être de bons candidats. C’est la spintronique moléculaire, domaine dans lequel plusieurs résultats importants ont été publiés en 2011.
  Cet exposé sera l'occasion de présenter un état de l'art dans ce domaine où on trouve des composants spintroniques à base de nanotubes de carbone et de graphène, de molécules uniques ou d'auto-assemblage d'un petit nombre de molécules et de films organiques minces. Les obstacles à franchir pour aller vers des applications éventuelles seront évoqués en conclusion.

• 10.30 - 11.00 PAUSE

• 11.00 - Parois de domaines dans les nanostructures magnétiques : nouvelles avancées en électronique de spin
  Nicolas Rougemaille (CNRS - Institut Néel, Grenoble)
  Résumé : L’électronique de spin a longtemps considéré des éléments magnétiques uniformément aimantés comme briques élémentaires pour élaborer de nouveaux types de composants. Depuis plusieurs années, les scientifiques s'intéressent plus particulièrement aux parois de domaines magnétiques qui ne sont plus vues comme de simples frontières, mais comme des nano-objets pouvant être manipulés. L'étude de ces parois est devenue rapidement la source de nombreux travaux, qu'ils soient fondamentaux ou qu'ils visent l'exploitation de leurs propriétés dans des dispositifs (comme le Racetrack memory par exemple). Dans cette contribution, le groupe Spintronique et Nanomagnétisme présentera quelques résultats qui ont marqué cette année ce champ de recherche dynamique et très compétitif sur la scène internationale.

• 11.30 - La recherche de nouveaux matériaux pour la nanoélectronique : "more carbon or beyond graphene ?"
  Arnaud Bournel (Univ. Paris-Sud - IEF, Orsay)
  Résumé : Le graphène a suscité ces dernières années un intérêt fulgurant de la communauté de recherche en nanoélectronique. Mais si quelques résultats spectaculaires ont été annoncés en termes de fréquence, on s'interroge sur ce que ce nanomatériau peut réellement apporter en termes de débouchés industrialisables étant donné certaines difficultés d'intégration ou limitations de fonctionnement.
  De nouvelles idées émergent toutefois depuis peu pour exploiter astucieusement les propriétés électroniques exceptionnelles du graphène, en développant une véritable ingénierie de bandes électroniques, comme dans le cas des filières III-V et Silicium. Le nitrure de bore hexagonal s'impose également de plus en plus comme un support de choix pour des composants à base de graphène. Au-delà du carbone, d'autres matériaux où la conduction 2D est possible excitent actuellement la communauté. Ainsi, les isolants dits topologiques sortent du monde de la physique fondamentale ou d'applications niches en thermoélectricité pour susciter une vague grandissante d'études allant jusqu'aux composants. L'exposé retracera le cheminement qui peut conduire à penser à des matériaux aussi ésotériques que Bi2Se3 dans un contexte CMOS.

• 12.00 - Photonique et optoélectronique THz : développements récents et applications
  Juliette Mangeney (CNRS - IEF / Laboratoire Pierre Aigrain ENS, Paris)
  Résumé : Les caractéristiques uniques des rayons THz leur confèrent un intérêt majeur pour la recherche fondamentale ainsi que pour de nombreux domaines applicatifs.  Ce domaine de fréquence reste aujourd’hui une partie peu explorée du spectre électromagnétique en raison de la difficulté de réaliser des sources qui soient à la fois puissantes et compactes et des détecteurs qui soient sensibles et simples à employer. Cependant, grâce aux récentes avancées scientifiques, la technologie THz devient mature et on assiste à un courant ascendant de la technologie vers l’application.
  Dans ce séminaire, l'exposé proposé analysera les caractéristiques spécifiques du rayonnement THz. Seront décrites les diverses techniques optoélectroniques et photoniques mises en œuvre pour le générer et le détecter. Enfin, les développements récents de l’instrumentation THz qui connaît depuis quelques années un essor considérable, seront présentés.

• 12.30 - 14.15 DEJEUNER

• 14.15 - Microscopie électronique résolue en temps : étude des phénomènes dynamiques à l’échelle nanométrique
  Benedicte Warot-Fonrose (CNRS - CEMES, Toulouse)
  Résumé : Les progrès expérimentaux, tant au niveau des microscopes électroniques qu’au niveau des porte-objets dédiés, permettent actuellement de comprendre la cinétique de phénomènes aussi variés que la formation de défauts dans le graphène ou la croissance de nanofils ou de nanoparticules à des échelles nanométriques. Au-delà de ces applications matériaux, des développements techniques alliant des sources d’électrons à des lasers nano et femtoseconde ouvrent de nouvelles perspectives à la microscopie électronique en transmission résolue en temps.

• 14.45 Pour un développement maitrisé des nanomatériaux : l’approche « Safe by design »
  Eric Gaffet (CNRS UMR 5060, nanomaterial research group, Belfort)
  Résumé : Alors que le développement des nanotechnologies promet de nombreux bénéfices pour la société et pour l’environnement, l’impact sanitaire et environnemental de la production et de l’usage des produits intégrant des nanomatériaux fait l’objet d’interrogations.
  La toxicité des nanomatériaux apparait dépendante de nombreux paramètres (propriétés physico-chimiques, cycle de vie…) et ce constat a conduit de nombreux auteurs et agences sanitaires à proposer une évaluation « au cas par cas » du risque des nanomatériaux. Une telle approche n’est cependant pas envisageable car bien trop chronophage. Récemment, l’approche plus rationnelle dite “safe by design, safe by process” est apparue. En s’appuyant sur les résultats de toxicité et d’écotoxicité, il s’agit de modifier les caractéristiques physico –chimiques des nanomatériaux afin de minimiser leur réactivité potentielle et de la stabiliser pendant tout le cycle de vie du nanoproduit. Cette approche implique notamment un travail sur les méthodes de synthèse, de stockage et/ou d’intégration des nanomatériaux dans les produits finaux.

• 15.15 - 15.45 PAUSE

• 15.45 - Du développement à l’évaluation clinique des nanomédicaments : réalités et contraintes
  Claire Billotey (MCU-PH Univ. C. Bernard Lyon1 – Hospices Civils de Lyon)
  Résumé : Le nombre de  publications portant sur des développements des nanotechnologies pour des applications potentielles en santé témoigne à la fois de l’investissement financier et humain dans ce domaine dans le monde entier, et des espoirs suscités par l’utilisation des nanomatériaux en médecine. Mais l’observation du nombre et du type d’essais cliniques actuellement en cours portant sur des nanomédicaments, très limités, témoigne du hyatus entre le développement, l’évaluation pré-clinique et le passage chez l’homme. L’identification des verrous à lever pour le passage de la paillasse à l’homme peut aider à orienter de façon très précoce le développement pour optimiser les chances et le délai de passage aux études cliniques.

• 16.15 - Solaire photovoltaïque : quelles filières pour demain ?
  Alain Dollet (CNRS - PROMES, Perpignan)
  Résumé : Un bref état de l'art des technologies photovoltaïques (Si-cristallin, couches minces, concentration,…) sera présenté en rappelant leurs avantages et inconvénients respectifs. Leur potentiel de développement sur la base des plus récents progrès sera discuté. L'exposé s'interessera notamment à l'évolution du rendement de conversion des cellules solaires (vitesse et marge de progression) et à leur durabilité; mais aussi aux coûts de l’électricité par technologie, aux perspectives de réduction des coûts et aux marchés visés. L'analyse porte également sur l’impact environnemental et la disponibilité des matières premières dans la perspective d'un développement  à grande échelle du PV.

• 16.45 FIN DU SEMINAIRE