Symposium sur la science des matériaux en lhonneur du membre de la direction de lEmpa Walter Muster
Le «père» de la recherche en nanotechnologie à lEmpa passe le sceptre à la prochaine génération
y a 35 ans, Walter Muster mettait en exploitation le premier microscope électronique à balayage à lEmpa pour étudier les matériaux avec une très haute résolution. Aujourdhui, lEmpa possède environ une douzaine de microscopes électroniques et le développement de nouveaux appareils ouvre laccès au niveau moléculaire et atomique.

Avec des microsondes en champ proche, les chercheurs arrivent à déplacer des atomes isolés ou à analyser des revêtements dune épaisseur de quelques atomes seulement et qui confèrent aux matériaux de nouvelles propriétés.«Il est étonnant de constater les progrès réalisés dans cette technologie» a déclaré Walter Muster lors du symposium sur les sciences des matériaux organisé en son honneur le 17 novembre à lEmpa à Thoune. En janvier 2007, Walter Muster, qui a participé à la création de plusieurs laboratoires de lEmpa et au lancement de nombreux programmes de recherche, partira à la retraite pour se consacrer davantage à sa vie privée. Les laboratoires de lEmpa «Céramiques hautes performances» et «Polymères fonctionnels», le programme de recherche «Nanotechnologie» de lEmpa et le site de Thoune ont un point commun le même «accoucheur»: A lEmpa depuis 1971 et membre de la direction depuis 1991, Walter Muster a fait bougé bien des choses à lEmpa. Pas étonnant alors que ses «élèves» aient organisé en son honneur un symposium dadieu consacré aux matériaux modernes, à la recherche et au développement dans ce domaine, mais aussi aux défis futur dans la science des matériaux. | ||
LEmpa sest toujours orientée sur les besoins de lindustrie et de la société, a déclaré Pierangelo Gröning, membre de la direction de lEmpa depuis cette année et «successeur» de Walter Muster, dans son esquisse des priorités futures de lEmpa dans la recherche sur les matériaux. «Lhumanité se trouve confrontée à des problèmes énormes à la résolution desquels lEmpa peut et doit fournir sa contribution.» Aux questions: «Comment couvrir les besoins sans cesse croissant en énergie de la population mondiale et comment éviter leffondrement de lenvironnement?» Gröning répond: «Pour cela il faut développer des concepts de motorisation propre et de nouvelles sources dénergie.» Il existe certes déjà dinnombrables plans pour la construction du réacteur à fusion ITER. «Mais nous ne disposons pas encore des matériaux pour les réaliser». Il est ainsi grand temps de se consacrer au développement de matériaux possédant les propriétés nécessaires, conclut Gröning. | ||
Développement des matériaux sur ordinateur Sil est un domaine de recherche qui est promis à un grand avenir, cest bien la «Computational Materials Science», autrement dit le développement virtuel de matériaux à laide de lordinateur. Pour développer des alliages métalliques possédant des propriétés particulières par exemple de nouveaux aciers pour les pales des turbines qui doivent fonctionner parfaitement même à des températures supérieures à 600 °C Ulrich Klotz du Laboratoire «Technologie des surfaces et des interfaces» de lEmpa sefforce de prévoir le comportement des alliages sur son ordinateur pour obtenir ainsi des informations sur leur composition et leur traitement thermique optimaux. Un problème qui est tout sauf trivial avec des alliages comportant dix éléments ou même davantage. Pour les alliages dacier, daluminium, de titane ou de nickel, le programme de calcul CALPHAD («Calculations of Phase Diagrams») a déjà fait ses preuves. Actuellement Klotz travaille au développement dune nouvelle banque de données pour les alliages de cuivre. Ces alliages constituent la base de nouveaux alliages de brasage ou de ce que lon nomme des «verres métalliques» qui possèdent des propriétés totalement nouvelles par rapport aux métaux usuels. | ||
Les chercheurs en matériaux eux aussi aiment les diamants Cest dun tout autre «alliage» - un composite aluminium-diamant - dont soccupe Olivier Beffort du Laboratoire «Technologie des matériaux». Dans le cadre du projet «Extremat» («New Materials for Extreme Environments») financé par lUE, Olivier Beffort et ses collègues travaillent avec des partenaires industriels au développement de matériaux présentant une conductibilité thermique extrêmement élevée. Ces matériaux sont utilisés en technique spatiale et aéronautique mais aussi en électronique pour conduire la chaleur aussi rapidement que possible par exemple dans les microprocesseurs des ordinateurs qui, avec leur puissance sans cesse croissante, produisent aussi toujours davantage de chaleur mais ne fonctionnent que jusquà des températures denviron 150 degrés Celsius. | ||
Comme conducteurs électriques mais aussi comme conducteurs thermiques on utilise actuellement des métaux tels que le cuivre ou laluminium. Leur conductibilité thermique nest toutefois plus suffisante pour certaines applications spéciales. Le diamant possède une conductibilité thermique quatre à cinq fois plus élevée mais malheureusement aussi un gros désavantage par rapport aux matériaux métalliques: «Le diamant ne permet que très difficilement de fabriquer des composants utilisables» déclare Beffort. Cest ce qui a conduit les chercheurs de lEmpa à développer des alliages diamant-aluminium qui ne sont rien dautre que de très fines particules de diamant noyées dans une matrice daluminium. Après des difficultés initiales dans le processus de production, léquipe de Beffort est parvenue à mieux «coller» les particules de diamant sur laluminium entre autres grâce à un traitement superficiel préalable de celles-ci. Le matériau obtenu présente actuellement une conductibilité thermique qui se situe dans le domaine visé et il présente aussi une dilatation thermique qui permet de le combiner avec dautres matériaux. Une céramique technique pour filtrer les microorganismes présents dans leau potable Le diamant nest pas le seul à présenter des propriétés étonnantes, les céramiques aussi. Sur les moteurs Diesel on utilise déjà actuellement des filtres à particules en céramique technique poreuse pour éliminer les particules de suie des gaz déchappement. Thomas Graule aimerait transposer ce principe à des «particules» assez différentes à savoir aux microorganismes pathogènes tels que les bactéries et les virus. La pollution des eaux (potables) demeure un problème énorme, cela principalement dans les pays en voie de développement. «Chaque année dans le monde 3 millions de personnes meurent suite à la consommation deau potable contaminée par des microorganismes cest cela que nous désirons éviter», déclare Graule. Le filtre Empa développé par ce chercheur en coopération avec un partenaire industriel fait actuellement lobjet dune demande de brevet. Mais ce symposium a aussi abordé les progrès réalisés dans le développement de polymères dun type nouveau utilisables comme diodes lumineuses ou en technique solaire, des nanorevêtements et de leur utilisation comme mémoires de données ou encore des matériaux adaptatifs capables de modifier leurs propriétés en fonction des influences extérieures. Un développement qui réjouit Walter Muster. «Je pense que nous pouvons être fiers de ce que lEmpa a réalisé au cours de ces dernières années dans la recherche sur les matériaux.» Si le transfert du savoir et le contact avec le public se voient accorder une grande importance à lEmpa, le mérite en revient pour une grande part à Walter Muster. Cest lui qui, entre autres, a créé il y a deux ans lexposition NanoPubli, une exposition grand public sur le thème de la nanotechnologie et qui a lieu chaque année dans le cadre du salon NanoEurope à St-Gall. Cette manifestation traite aussi, à côté des chances quoffre cette nouvelle technologie, des risques possibles quelle recèle. Pour une institution de recherche financée par les deniers publics, le dialogue avec la population est en fait un devoir, comme la souligné Walter Muster. Rédaction: Contact: | ||
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