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L'institut Jean Lamour (IJL) trouve ses racines dans les cinq UMR qui ont fusionné le 1er janvier 2009 pour le constituer : le LPM, le LPMIA, le LCSM, le LSGS et le LSG2M. C'est aujourd'hui une nouvelle UMR (nº 7198) qui associe les trois universités scientifiques de Lorraine au CNRS. Forte de 450 personnes environ, dont 150 chercheurs et enseignants-chercheurs, 90 personnels techniques et administratifs, 150 doctorants, et 60 post-docs, visiteurs de longue durée, stagiaires et personnel du CRITT Métall2T, cette UMR est organisée autour de trois départements scientifiques (soit 20 équipes au total) et 8 centres de compétence. À terme de trois ans environ, elle s'installera dans un nouvel immeuble de 16880 M² où elle abritera également une 'maison des masters' avec 220 étudiants. Elle voisinera sur le campus ARTEM-Molitor l'École des Mines de Nancy dont elle constitue l'un des laboratoires de recherche tout en maintenant son rattachement à la Faculté des Sciences et Techniques de l'UHP.

Les finalités scientifiques des départements sur le long terme se retrouvent dans leurs intitulés :

• Dpt 1 : Physique de la Matière et des Matériaux (P2M)
  Le département couvre un large spectre de la physique de la matière et des matériaux. Les activités s'articulent autour de trois axes : matériaux émergents, nanosciences et nanotechnologies ; physique théorique et modélisation ; physique des plasmas chauds.

• Dpt 2 : Chimie et Physique des Solides et des Surfaces (CP2S)
  Les activités concernent principalement les nanomatériaux, les matériaux complexes, la chimie des solides, la physico-chimie des surfaces et les procédés d'élaboration ou de traitement de surface. Ces recherches de base sont menées en cohérence avec le secteur aval en direction des matériaux innovants, de l'énergie et de l'environnement.

• Dpt 3 : Science et Ingénierie des Matériaux et Métallurgie (SI2M)
  L'objectif du département, qui concerne tous les matériaux structurants, est d'optimiser les procédés d'élaboration et de traitement et de contrôler les microstructures pour atteindre les propriétés recherchées par une démarche multiéchelle, allant du nano- au macroscopique et associant expérimentation et modélisation.

A plus court terme, les grands axes de recherche, assemblant des compétences d'au moins deux des départements, seront fédérés au sein de 5 projets dits fédérateurs (PF). Ces PF concrétisent les domaines dans lesquels l'IJL se veut à la pointe des travaux en science et ingénierie de la matière et des matériaux :

• STeFI : Sciences et techniques de la Fusion-ITER. Ce PF concerne la modélisation cinétique des plasmas chauds, l'interaction laser-plasma, l'interaction onde-particule et la réflectométrie, le développement des diagnostics, l'étude théorique et expérimentale de la turbulence et du transport, l'interaction plasma-paroi et l'étude des matériaux soumis à des conditions extrêmes. Ces thématiques impliquent la participation à des campagnes expérimentales nationales, en étroite collaboration avec diverses équipes du CEA et en particulier de l'Institut de Recherche sur la Fusion Magnétique de Cadarache.

• STAN : Spectroscopie, théorie et application aux nanostructures, un domaine d'excellence ancien à Nancy, mais dont le renouveau intervient à l'IJL grâce d'une part à de nouvelles méthodes spectroscopiques, par exemple la UPS haute résolution dont l'IJL posséde un des rares instruments au monde, et d'autre part en couplant sous ultra-vide moyens d'élaboration et de préparation des surfaces, spectromètres et autres instruments de caractérisation.

• Jacques Callot, nom de code du PF destiné à coordonner les recherches sur la conception, la fabrication et la caractérisation de nano-matériaux et de nano-dispositifs originaux exploitant notamment l'électronique de spin et les ondes acoustiques de surface. Des débouchés industriels ont déjà été produits. Ce PF souhaite étendre son champ d'investigation vers les nanomatériaux pour la vectorisation médicale et les interfaces inorganiques-organiques d'une part, la micro-fluidique de l'autre. Ce PF est le cœur du dispositif C'Nano Grand Est (avec Strasbourg, Dijon, Besançon, Saarbrücken) et formalise la priorité de développement de l'IJL en matière de diversification du tissu industriel lorrain.

• M2E : Matériaux pour la maîtrise de l'énergie, un domaine dont l'importance comme l'urgence sont exacerbées par les impératifs du développement durable. L'objet est d'inciter, de coordonner et de rendre plus visibles les recherches de l'IJL touchant à l'économie de l'énergie et à la génération propre et durable d'énergie non-polluante : thermoélectricité, stockage et désorption de l'hydrogène, économie d'énergie par isolation thermique, réduction du frottement ou de la corrosion, matériaux à très haute température de fonctionnement, recyclage des matériaux et analyse du cycle de vie, etc.

• M2P3 : Métallurgie prédictive, basée sur la simulation numérique, des procédés d'élaboration et de traitement des matériaux métalliques, de leur influence sur les propriétés et les performances de ces matériaux, avec comme objectif lointain mais désormais accessible d'établir une métallurgie sur ordinateur capable de prédire l'ensemble de la chaîne allant de l'élaboration aux performances finales des alliages métalliques.

Les compétences techniques de l'IJL, portées par les centres de compétences (CC) couvriront une vaste gamme de méthodes et techniques allant de la diffraction des rayons X, des microscopies et sondes électroniques, de la calorimétrie, aux ateliers de conception et de fabrication mécanique, électronique et automatique d'une part, aux salles blanches destinées aux micro- et nanodispositifs d'autre part. Une place éminente sera réservée au sein du CC-Valorisation-Innovation-Transfert à l'accueil d'équipes de chercheurs industriels et de membres d'autres communautés universitaires pour développer en commun des projets d'intérêt industriel ou sociétal, accélérant ainsi notablement le cycle qui va de la découverte de base au produit commercial.

Ainsi, les secteurs dans lesquels l'IJL affiche ses capacités les plus marquées sont :

• les sciences et l'ingénierie des surfaces, des films et des revêtements, notamment pour ce qui est des concepts les plus fondamentaux (effets liés à l'abaissement de la dimensionnalité, cristallographie, structure électronique, mécanismes de sélection et de germination des structures en surface, cinétiques de croissance, caractérisation in situ des produits adsorbés comme des espèces en phase vapeur) d'une part et d'autre part pour ce qui touche aux procédés propres et sûrs d'élaboration, de préparation et de revêtement des surfaces.

• Les nanomatériaux innovants, semi-conducteurs pour applications optiques, multi-couches magnétiques et électronique de spin, films nanostructurés (diamant, AlN, etc.) pour le stockage ou la capture de l'information, nanotubes, grains métalliques ultra-fins, quasicristaux et alliages métalliques complexes (coordination d'un réseau d'excellence européen sur le sujet), films minces de nitrures, carbures, etc. pour applications mécaniques, revêtements anti-corrosion. Cette thématique inclut un groupe de niveau international reconnu de longue date en chimie du carbone. Un autre groupe dédié à la physique statistique théorique, également de niveau international, est bien connu des physiciens théoriciens au niveau international.

• La métallurgie, puisque l'IJL est l'un des rares sites français où cette discipline est encore enseignée et pratiquée, avec une force particulière en matière de simulation numérique couplée avec des expériences de laboratoire et des essais sur sites industriels. Relèvent de cette thématique trois parmi les rares équipes encore capables en France d'étudier les diagrammes de phase et de travailler sur les métaux et alliages à très haute température (Ti, Zr, Nb, Ta, W, composés réfractaires, etc.) et le couplage entre procédés, microstructures et propriétés mécaniques des alliages (bases Al, Ti, Mg, Fe, etc.) ou des polymères.

• La physique des plasmas, en particulier celle des ondes, des instabilités et de la turbulence, avec des activités mariant approches théoriques, numériques et expérimentales. Citons le développement de méthodes originales pour la simulation numérique (codes Vlasov), et d'outils innovants de diagnostic et d'analyse (réflectométrie de position pour ITER). Ces diverses compétences se développent aussi sur d'autres champs d'application (mathématiques appliquées, propulsion à plasma, etc.). Ceci permet aux chercheurs de l'IJL d'être au cœur des structures et réseaux qui fédèrent les activités de recherche et de formation dans le domaine des sciences de la fusion thermonucléaire aux plans national et international.

Enfin, l'ensemble de la recherche de l'IJL est coordonné avec l'enseignement que dispensent ses membres via d'une part un grand nombre de doctorants, post-docs et stagiaires présents dans ses murs et d'autre part une implication de premier rang dans les formations des écoles d'ingénieurs et des facultés des universités lorraines.

Jean-Marie DUBOIS, Directeur d'Institut.