Reflets de la Physique n°57 avr/mai 2018
Reflets de la Physique n°57 avr/mai 2018
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°57 de avr/mai 2018

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Société Française de Physique

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 48

  • Taille du fichier PDF : 5,8 Mo

  • Dans ce numéro : dossier micronageurs naturels et artificiels.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

Dans ce numéro...
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Prix scientifiques Prix Jeune chercheur Saint-Gobain 2016  : Laure Bruhat La thèse de Laure Bruhat pose une question fondamentale  : est-il possible de sonder la physique d’une nanocircuiterie quantique (points quantiques couplés avec des contacts soit normaux soit supraconducteurs) par un champ électromagnétique dans une cavité optique à micro-ondes, au lieu d’effectuer des mesures directes de conductivité ? Cette thèse donne pour la première fois une réponse positive à cette question, par la mise en place de nouvelles expériences fondatrices qui ouvrent une nouvelle ligne de recherche, dont les retombées scientifiques et technologiques sont très prometteuses, potentiellement à très large spectre d’applications, mais qui touchent aussi des concepts fondamentaux. Cette thèse propose un paradigme nouveau  : l’étude de la physique des systèmes quantiques mésoscopiques par détection Guillaume Duclos, 29 ans, a fait ses études à l'ENS Cachan. Dans sa thèse, il s'est intéressé à caractériser et modéliser les propriétés émergentes liées à l’organisation spontanée d'une population de cellules allongées sans interaction spécifique et en l'absence de contraintes extérieures. Il existe actuellement une grande effervescence en matière molle autour des systèmes dits « actifs ». Guillaume Duclos a montré l'apparition d'un ordre nématique dans ces populations cellulaires quand les cellules se multiplient et arrivent à confluence, et a quantifié le paramètre d'ordre (l’un de ses articles sur ce sujet, dont il est premier auteur, a fait la couverture du numéro de janvier 2017 de Nature Physics). Il a également étudié l'écoulement spontané induit par le confinement de ces populations cellulaires. Enfin, il s'est intéressé à un sujet très chaud dans le domaine des systèmes 38 Reflets de la Physique n°57 Titre de la thèse  : Microwaves as a probe of quantum dots circuits : from Kondo dynamics to mesoscopic quantum electrodynamics, préparée au Laboratoire Pierre Aigrain de l’École normale supérieure de Paris sous la direction de Takis Kontos, et soutenue le 1er avril 2016. via des cavités optiques à micro-ondes, et démontre expérimentalement que cette approche est viable. Ainsi, elle ouvre la possibilité de sonder les propriétés dynamiques des nanocircuits quantiques, qui surgissent du couplage entre les points quantiques et leur réservoir fermionique. Cela pourrait permettre, entre autres, la détection des fermions de Majorana et la manipulation des paires de Cooper dans le cas de contacts supraconducteurs. Les travaux menés pendant cette thèse ont été publiés dans des revues prestigieuses, ce qui confirme leur qualité exceptionnelle. C’est donc avec enthousiasme que le jury a attribué à Laure Bruhat le prix Saint- Gobain 2016. Laure Bruhat est actuellement postdoctorante à l’Institut de Technologie de Chalmers (Suède). Prix Jeune chercheur Daniel Guinier 2016  : Guillaume Duclos Titre de la thèse  : Active cellular nematics (Nématiques cellulaires actifs), préparée au Laboratoire Physico Chimie Curie de l’Institut Curie (Paris) sous la direction de Pascal Silberzan, et soutenue le 15 décembre 2015. « actifs »  : la dynamique et l’auto-organisation des défauts topologiques de charge +/- 1/2. Tous ces résultats ont été comparés aux théories les plus récentes sur les nématiques actifs. La thèse de Guillaume Duclos est réellement pluridisciplinaire, entre physique des cristaux liquides, biologie cellulaire et ingénierie de surface. Elle a permis de faire une analogie quantitative entre les systèmes cellulaires et les nématiques actifs, ce qui n'avait pas été réalisé jusque-là. Les deux rapporteurs ont été extrêmement élogieux, tout comme le rapport de soutenance, et c’est donc à l’unanimité que le jury a décidé de décerner à Guillaume Duclos le prix Daniel Guinier 2016. Guillaume Duclos effectue actuellement un stage postdoctoral à l’Université Brandeis (Massachussets, États-Unis). I Mentions Jeune chercheur Le jury des prix Jeunes chercheurs de la Société Française de Physique a également attribué des mentions aux prix Daniel Guinier et Saint-Gobain 2016, pour féliciter et encourager deux jeunes physiciens ayant réalisé un remarquable travail de thèse. Jean-Baptiste Fouvry, pour sa thèse  : «Secular evolution of self-gravitating systems over cosmic age» (« Évolution séculaire des systèmes autogravitants sur les temps cosmiques ») , réalisée à l’Institut d’Astrophysique de Paris sous la direction de Christophe Pichon, et soutenue le 21 septembre 2016. Jean-Baptiste effectue actuellement un postdoctorat aux États-Unis à l'Institute for Advanced Study, à Princeton (où il est "NASA Hubble Fellow"). Francis Berthias, pour sa thèse  : « Thermalisation dans une nanogoutte d’eau », préparée à l’Institut de Physique Nucléaire de Lyon, sous la direction de Michel Farizon et Hassam Abdoul-Carime, et soutenue le 22 septembre 2016. Francis est actuellement en postdoc au Laboratoire de Chimie Physique sur le campus d’Orsay, dans le groupe RISMAS (Réactivité des Ions, Spectrométrie de Masse, Analyse et Spectroscopies).
Vincent Moncorgé/CNRS Portrait Au sein et autour de la SFP Amélie Juhin tient théorie et expérience dans une seule main Spécialiste de spectroscopie des rayonsX, lauréate de la médaille de bronze du CNRS en 2016, cette physico-chimiste se sent aussi à l’aise auprès d’une ligne de lumière d’un synchrotron qu’avec des équations. « J’aime manier des concepts abstraits pour étudier des objets concrets », résume Amélie Juhin, chercheuse à l’Institut de minéralogie, de physique des matériaux et de cosmochimie (IMPMC, Sorbonne Université/CNRS/IRD/MNHN). Spécialiste de spectroscopies de rayonsX, cette physico-chimiste de formation n’a pas voulu trancher, trouvant son équilibre de chercheuse entre théorie et expérience  : « Être au milieu me permet d’être consciente de la force et des limites des deux », analyset-elle. Une double culture qui lui permet un égal enthousiasme face aux propriétés originales d’une famille de matériaux ou bien en imaginant de nouvelles façons de les étudier. Cette envie de tout embrasser, Amélie Juhin la fait remonter au début de ses études  : « J’ai fait un bac scientifique, mais j’aimais tout autant les matières littéraires que les maths », se souvient cette fille d’une professeure d’histoire-géographie et d’un professeur de mathématiques. En classe préparatoire, c’est le coup de foudre pour la chimie, et surtout pour la spectroscopie. Pourtant, sur le moment, la scientifique, « sans doute par mimétisme familial », se destine à l’enseignement, enchaînant naturellement ENS-Cachan, spécialité physique-chimie, puis l’agrégation. Entretemps, elle découvre l’univers de la recherche au cours de deux stages. D’abord au Centre de recherche et de restauration des musées de France, puis en Australie, où elle s’initie à la spectroscopie, respectivement sur des objets du patrimoine et sur des inclusions fluides dans des minéraux. « Ce fut une révélation, lâche-t-elle simplement. Préparer les échantillons, faire les analyses, interpréter les résultats, ce n’était pas monotâche. » Amélie Juhin enchaîne alors avec un doctorat, soutenu en 2008, consacré aux impuretés de chrome dans les cristaux colorés, qu’elle étudie auprès de différents synchrotrons, puis avec un postdoc orienté chimie inorganique, aux Pays-Bas. Au sein de l’équipe de Frank de Groot, à l’Université d’Utrecht, elle développe la technique qui lui vaut aujourd’hui la reconnaissance de ses pairs, et pour partie son recrutement au CNRS en 2010. Comme elle l’explique, « d’un côté, la diffusion inélastique résonante de rayons X permet d’étudier la structure électronique fine des matériaux ; de l’autre, le dichroïsme circulaire magnétique de rayons X donne un accès à leurs propriétés magnétiques. J’ai eu l’idée de combiner les deux avec des rayons X durs fortement pénétrants. » Dans ce but, la chercheuse a notamment réalisé un important travail de mise au point d’outils pour l’interprétation des données expérimentales. De même, en collaboration avec d’autres chercheurs, elle a contribué aux développements expérimentaux nécessaires pour coupler les deux techniques. D’abord testé sur la magnétite, le nouvel outil est désormais mis à profit pour étudier les propriétés des ferrofluides, des matériaux prometteurs pour des applications biomédicales et industrielles. « Ce sont des colloïdes magnétiques dont les nanoparticules s’assemblent en des formes variées, avec d’importantes conséquences sur leurs propriétés magnétiques, optiques ou d’hyperthermie », détaille la physicienne. Si le rayonnement synchrotron permet d’étudier ces propriétés à l’échelle de 100 microns (taille du faisceau), Amélie Juhin sait que le lien avec la structuration des ferrofluides qui en est à l’origine nécessite le recours à d’autres techniques. Ainsi, depuis 2016, dans le cadre d’un projet ANR, elle a ajouté une nouvelle corde à son arc avec la cryo-microscopie électronique. « Il y avait un véritable défi expérimental, sans aucune garantie de réussite, témoigne la spécialiste des matériaux. De ce point de vue, le financement Émergence, dont nous avons bénéficié pour faire quelques expériences préliminaires, a été très important. » La suite ? Amélie Juhin l’envisage sous différents angles, entre mise à profit de compétences acquises pour étudier de nouveaux matériaux, et exploration de nouveaux territoires expérimentaux et conceptuels. Sans oublier une petite place pour la transmission, lors de séances dans l’école de ses enfants, dans le cadre de la Fête de la science, ou bien lors de séminaires d’ouverture à destination des étudiants de troisième cycle. Comme une façon de ne renoncer à rien. Amélie Juhin conclut ainsi  : « J’aime être libre de faire ce qui m’amuse. » ❚ Mathieu Grousson, journaliste scientifique Reflets de la Physique n°57 39



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