Liviu Nicu

Mes activités de recherche s’inscrivent depuis plus de vingt ans dans le domaine des micro- et nanosystèmes électromécaniques (MEMS et NEMS), avec pour fil conducteur l’utilisation de structures miniaturisées comme outils d’interaction, de mesure et de caractérisation de phénomènes physiques complexes.

Des bioMEMS à la biodétection

Entre 2003 et 2020, mes travaux ont principalement porté sur le développement de bioMEMS dédiés à la détection chimique et biologique. Cette activité reposait sur une approche intégrée associant microsystèmes, fonctionnalisation de surface, fluidique et transduction, avec pour objectif la réalisation de dispositifs de biodétection performants destinés aux domaines de la santé, de l’environnement et de la défense.

Ces travaux ont conduit au développement de nouvelles architectures de biocapteurs et à l’étude de nombreuses problématiques associées aux interfaces entre microsystèmes et matière biologique.

Réorientation scientifique : la crise sanitaire comme catalyseur

La pandémie de Covid-19 a constitué un point d’inflexion majeur dans ma réflexion scientifique.

Alors que les bioMEMS avaient représenté pendant près de deux décennies un domaine de recherche extrêmement actif, la crise sanitaire a mis en évidence l’écart existant entre de nombreux démonstrateurs académiques et les besoins réels du terrain. Cette prise de recul a conduit à une réorientation progressive puis assumée de mes activités de recherche.

Cette évolution ne constitue pas une rupture mais un déplacement du regard : les microsystèmes ne sont plus considérés principalement comme des dispositifs de détection biologique mais comme des plateformes génériques permettant l’étude et la caractérisation de phénomènes physiques complexes.

MEMS et matériaux fonctionnels avancés

À partir de 2020, mes travaux se sont concentrés sur l’utilisation de microsystèmes électromécaniques comme plateformes de caractérisation de matériaux fonctionnels avancés.

Les recherches développées dans ce cadre concernent notamment les matériaux à transition de spin, les composites polymères magnétiques ainsi que diverses familles de matériaux organiques fonctionnels.

L’objectif est de tirer parti des capacités uniques des MEMS pour explorer de nouveaux mécanismes d’actionnement, de détection et de couplage multiphysique, au-delà des approches historiquement dominantes de la communauté MEMS.

Vers les métastructures mécaniques et l’apprentissage physique

Plus récemment, cette démarche s’est prolongée vers l’étude de matériaux architecturés et de métastructures mécaniques capables de présenter des comportements émergents programmables.

Ces travaux s’intéressent notamment aux mécanismes d’adaptation, de reconfiguration et d’apprentissage intégrés directement dans la matière, en combinant microfabrication, mécanique des structures, matériaux fonctionnels et intelligence artificielle.

Ils visent à explorer de nouvelles générations de systèmes physiques capables de modifier leur comportement en fonction de leur environnement, ouvrant ainsi la voie à des dispositifs mécaniques adaptatifs et autonomes.

Une continuité scientifique

Malgré les évolutions thématiques successives, l’ensemble de ces travaux conserve une cohérence forte : utiliser les micro- et nanosystèmes électromécaniques comme outils privilégiés d’exploration, de caractérisation et de contrôle du monde physique.

Cette continuité scientifique s’est progressivement enrichie d’une dimension de structuration de la recherche à travers des responsabilités de direction, d’animation scientifique et de développement de coopérations internationales, présentées dans les rubriques suivantes.