Best student Award à une doctorante du LAAS

12 décembre 2012

Le travail de thèse de Cloé Lanthony concerne la modélisation multi-échelle du dépôt de nano feuillets Al/CuO et s'inscrit dans la lignée des travaux du LAAS à la fois expérimentaux et théoriques sur l’intégration de nanothermites multicouches en tant que matériaux énergétiques.

A ce jour, des nanothermites à base d'Al sont explorés dans des microinitiateurs, micro détonateurs pour remplacer des matériaux énergétiques dangereux et ne répondant pas à la réglementation REACH ; d’autres sont explorés dans des micropiles thermiques, des assemblages pour effectuer de la soudure in-situ et aussi, comme agent de neutralisation de produits chimiques dans des systèmes miniaturisés.
Outre les aspects de sécurité, l'intérêt de ces matériaux réside aussi dans leur grande densité d'énergie et leur réactivité variable qui permet d’en faire des matériaux aux propriétés réglables en fonction des applications. Dans ce contexte, la modélisation du procédé de dépôt en phase vapeur devrait permettre de comprendre puis de prédire la formation de couches de mélange aux interfaces entre les nanofeuillets successifs d'Al et de CuO grâce à l’identification des mécanismes chimiques de croissance. C’est un point clé pour l’émergence de ces matériaux car la production d'énergie est conditionnée par la compréhension du rôle des interfaces pour les rendre stables et réglables en performance. 

Le symposium « Properties, Processing, and Applications of Reactive Materials » co-organisé par Carole Rossi du LAAS à la « Materials Research Society Fall Meeting 2012 » du 25 au 30 novembre 2012 à Boston, Massachusetts, Etats-Unis a rassemblé les chercheurs et spécialistes des matériaux réactifs à base de métaux. Cela a été l'occasion de voir la diversité des travaux actuels de la communauté internationale : nature des matériaux (bimétalliques, thermites), les applications potentielles, ainsi que les approches de fabrication et de caractérisation déployées aussi bien expérimentales que par simulation.

Il est apparu que les travaux de modélisation multi-échelle effectués au LAAS sont singuliers dans le domaine, puisque les travaux de thèse de Cloé Lanthony sont les seuls à coupler des résultats de calculs à l'échelle atomique (de type Density Functional Theory) et une méthodologie de type Monte-Carlo cinétique pour simuler la formation de zones de mélange aux interfaces. Cette démarche « multi-niveaux » (tenant compte de plusieurs niveaux de taille et de temps) a été développée et améliorée au LAAS depuis une décennie dans plusieurs thèses successives et a fait ses preuves pour des applications diverses. Toutefois dans le domaine des matériaux réactifs cela reste une nouveauté, et donc un atout scientifique et stratégique évident pour le LAAS en termes de visibilité.