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La matière intelligente est en ACTION

Vignette du numéro 261 de Novembre 2015

Article publié dans le numéro 261 de Novembre 2015
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À mi-chemin de son parcours vers l’excellence, le LabEx ACTION, dédié à l’intégration de systèmes intelligents dans la matière, fait la preuve de la pertinence de ses choix scientifiques et de ses investissements en direction d’un triptyque recherche, formation et transfert vers le monde industriel.


Intégrer des systèmes intelligents dans la matière est le cœur de métier du LabEx ACTION, qui regroupe les forces vives de la région en micro- et nanotechnologie pour tendre vers cet objectif. Élu laboratoire d’excellence en 2011 au titre des Investissements d’Avenir, ACTION bénéficie d’un budget total de six millions d’euros par an sur huit ans. Il occupe une position structurante en Bourgogne - Franche-Comté tout en défendant la carte de la spécialisation au plus haut niveau. ACTION compte quelque deux cents collaborateurs issus de l’Institut FEMTO-ST à Besançon, du laboratoire interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB) à Dijon, et du Laboratoire de nanotechnologie et instrumentation optique (LNIO) à Troyes.


S’il décline la qualité de « laboratoire », son rôle dépasse le cadre de la recherche pour se prolonger avec logique vers la formation et la valorisation auprès du tissu économique. La recherche se construit autour d’axes qui donneront chacun lieu à la réalisation de démonstrateurs éprouvant la démarche scientifique. Le relais est assuré sur les bancs de l’université, avec les cursus master ingénierie (CMI) du domaine des sciences physiques et pour l’ingénieur, ouverts ces trois dernières années à l’université de Franche-Comté. Le financement de bourses, d’écoles d’été et de séminaires donne un sens plus large au terme de formation, s’adressant non seulement à l’étudiant, mais aussi à l’entrepreneur, car le monde socio-économique est largement concerné par les projets d’ACTION. Les liens déjà solides avec certaines entreprises pourraient se renforcer grâce à la création de laboratoires communs mutualisant moyens techniques et humains autour d’une thématique.


PhASES est le premier né de cette volonté. Inauguré fin septembre par l’Institut FEMTO-ST et l’entreprise SENSeOR, il est notamment dédié au développement de capteurs acoustiques passifs à hautes performances, interrogeables sans fil, et à bas coût. La collaboration avec d’autres entreprises, notamment régionales, ne demande qu’à se concrétiser à partir d’objectifs de recherche partagés.


Des événements s’organisent et sont l’occasion de mieux faire connaître les tenants et aboutissants du LabEx ACTION auprès du monde socio-économique, comme le workshop MNP (Micro Nano Photonics), point de rencontre entre recherche académique et industrie. Prévu les 2 et 3 décembre à Besançon1, il fera le point sur les avancées technologiques dans le domaine des composants et microsystèmes photoniques miniaturisés.

Les chimères existent, la physique essaie de les dompter

Si les chimères sont des figures connues de la mythologie grecque, en physique les états chimères ne sont découverts qu’en 2002. Certains systèmes dynamiques complexes, pourtant homogènes, montrent que les éléments qu’ils intègrent n’agissent pas de façon symétrique et cohérente comme attendu. Des comportements imprévus apparaissent et coexistent, telles les différentes parties du corps des chimères des légendes. Un phénomène que pourrait expliquer une méthode optique issue des dynamiques non linéaires à retard, comparables à un système qui réagirait à son propre comportement, mais avec un temps de décalage. Mise en œuvre à l’Institut FEMTO-ST par une équipe de chercheurs menée par Laurent Larger, elle aiderait à la compréhension de ces comportements déroutants, qui à leur tour pourraient expliquer des situations naturelles ou technologiques complexes, comme le fonctionnement du muscle cardiaque lorsqu’il présente une défaillance, ou l’interaction entre des nœuds de communication sur des réseaux fortement sollicités. Cette recherche entre pleinement dans le cadre du LabEx ACTION, où elle est liée au développement d’une puce neuromorphique, un calculateur inspiré de la complexité du fonctionnement du cerveau humain (cf. en direct n° 252, mars - avril 2014). Elle a fait l’objet d’une publication dans la prestigieuse revue Nature Communications en juillet dernier.

Contact : Laurent Larger 

Département d’optique - Institut FEMTO-ST 

Université de Franche-Comté / ENSMM / UTBM / CNRS
Tél. +33 (0)3 81 66 64 98

 

D’une pièce à un système complexe

Les champs d’investigation du concept de système intelligent intégré dans la matière sont multiples et concernent une foule d’applications possibles. Tous ont cependant ici une volonté commune : réussir, à la manière d’un puzzle, à créer des systèmes entiers et complexes à partir de pièces de taille micro- ou nanométrique, afin de rendre une matière intrinsèquement fonctionnelle.


C’est ainsi que des surfaces de 1 mm² seront capables de trier elles-mêmes des micro-objets placés dessus. Ou que des microspectromètres noyés dans une surface sauront détecter et analyser les molécules de CO2 qui viendront s’y accrocher ; le matériau des cuves de traitement de biomasse pourrait être ainsi élaboré. Des capteurs de contrainte feront changer de couleur une bonbonne de gaz qui se déforme, avertissant ainsi elle-même du danger. Un endoscope actif pourra à la fois déterminer un diagnostic et lui donner une réponse thérapeutique immédiate, comme la destruction de cellules cancéreuses. Des informations seront triées et aiguillées selon leur nature, directement par les modulateurs d’un réseau de télécommunications…


Visant la sécurité, le confort ou la performance, bientôt accessibles à la technologie ou relevant encore de projections futuristes, les systèmes intelligents intégrés dans la matière requièrent des compétences en acoustique, mécatronique, automatique, optique, aérodynamique… D’où l’intérêt de fédérer l’ensemble dans une même entité.


L’expérience fait déjà ses preuves, que n’ont pas manqué de remarquer les experts du Comité scientifique international chargé de l’évaluation du LabEx au terme de trois années de fonctionnement. L’augmentation du nombre de publications scientifiques et mieux encore, de leur parution dans des revues à fort facteur d’impact, comme Nature ou Nanoletter, est très significative. La valorisation des résultats de recherche également, comme en témoigne la création prochaine de start-up (cf. encarts).


Arrivé à mi-parcours de son financement, le LabEx convainc et montre toute l’étendue de son dynamisme et de ses compétences. ACTION se profile désormais vers l’avenir…

1 Workshop MNP : informations et inscription obligatoire avant le 27/11/2015 sur www.micronanophotonics.fr

Microsuspension active

Microsuspension active - Photo FEMTO-ST

Marteau-piqueur en sourdine

Le bruit est un fléau de nos sociétés modernes. Et si des matériaux absorbants savent nous en isoler, ils manquent d’efficacité sur les fréquences inférieures à 1 000 Hz, qui concernent aussi bien le lancinant bourdonnement d’une tondeuse à gazon que l’exaspérante goutte d’eau sur un lavabo, le volume sonore étant histoire de décibels. Plutôt que s’orienter vers de nouveaux matériaux, le tandem formé par Abdelkrim Khélif et Aliyasin El Ayouch à l’Institut FEMTO-ST entend structurer la matière pour la rendre intrinsèquement réceptive aux basses fréquences, soit en absorbant, soit en réfléchissant les ondes acoustiques. Un résultat magique à l’effet garanti : des panneaux d’un centimètre d’épaisseur, véritables « boucliers sonores » capables de se mesurer au vacarme d’un marteau-piqueur. Et de gagner.


Deux brevets sont en cours de dépôt, et le projet, soutenu par la délégation centre-est du CNRS, donnera lieu à la création d’une start-up dans le courant de l’année 2016.

Contact : Abdelkrim Khélif / Aliyasin El Ayouch 

Département MN2S - Institut FEMTO-ST 

Université de Franche-Comté /ENSMM / UTBM / CNRS 

Tél. +33 (0)3 63 08 24 61 / 24 47  

 

Contact : Michel de Labachelerie / Claudia Laou-Huen

Laboratoire d’excellence ACTION 

Tél. +33 (0)3 63 08 24 03
www.labex-action.fr

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