Près de 200
chercheurs et 100 doctorants interviennent en physique fondamentale.
Ils sont soutenus par plus de 120 personnels techniques.
Les principaux
acteurs :
CNRS
INSA de Lyon
Université Claude Bernard Lyon1
Principales compétences :
physique
nucléaire et des particules ;
spectroscopie moléculaire et physique des ions multichargés ;
études des agrégats et des matériaux nanostructurés ;
physique des lasers et des matériaux et couches minces pour l'optique
;
développement de l'optique guidée et des amplificateurs à fibres
optiques ;
détection de la pollution atmosphérique par laser ;
développement de nanosources et nanotechnologies, notamment pour
miscroscopie électronique ;
études des surfaces, interfaces et forces d'adhésion...
Comprendre
la matière qui nous entoure, s'engager dans une course de précision
pour détecter de nouvelles particules, pousser les limites de
l'infiniment petit pour manipuler et créer des structures mesurées
à l'échelle du nanomètre (un millionième de millimètre) ou de
l'infiniment court à l'échelle de la femtoseconde (10-15 s)...
tels sont quelques-uns des défis relevés par le pôle de physique
fondamentale du Domaine Scientifique de la Doua, et pour lesquels
il est reconnu au plan international.
La
recherche en physique fondamentale sur le Domaine Scientifique
de la Doua s'effectue essentiellement au sein des laboratoires
de l'Unité de Formation et de Recherche de physique de
l'Université Claude Bernard Lyon 1. Des recherches en
physique fondamentale sont également conduites dans d'autres
laboratoires qui ont une activité de recherche dans des domaines
plus appliqués de la physique. En particulier, les laboratoires
des filières des Sciences et Technologies de l'Information et
de la Communication (STIC), Matériaux et leurs applications,
et dans une moindre mesure Génie des Procédés, ont des activités
qui relèvent de la physique de base.
Avec
l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon, ce sont près de 200 personnes
qui travaillent en physique fondamentale. Depuis 40 ans, le laboratoire
effectue des recherches fondamentales dans les domaines subatomiques
(physique nucléaire et des particules), astroparticules et interdisciplinaires
avec un lien étroit entre les expérimentateurs et les théoriciens
de l'Institut. Il mène ses expériences auprès des grands instruments
nationaux et internationaux (CERN à Genève, FERMILAB à Chicago, GANIL
à Caen, GSI à Darmstadt, ILL à Grenoble, ...).
Les
différentes thématiques étudiées ont amené l'IPNL à développer un
savoir-faire important dans les domaines de l'instrumentation liés
à la physique des particules et nucléaire et aux interfaces avec la
chimie nucléaire (aval du cycle électronucléaire), la biologie et
la santé (imagerie et thérapie).
Les
applications développées dans le domaine de la physique nucléaire
et des particules concernent le stockage des déchets radioactifs
(validation des différentes barrières envisagées pour le confinement
et le stockage à long terme des déchets nucléaires) et les applications
médicales : imagerie (application des techniques de détection
de la physique des particules à la réalisation d'un tomographe à émission
de positrons TEP) et thérapie (l'IPNL est associé au projet ETOILE
de construction d'un centre de traitement des tumeurs cancéreuses
par hadronthérapie, qui consiste à détruire des cellules cancéreuses
radiorésistantes par l'utilisation d'un faisceau d'ions de carbone).
Agrégats,
Nanostructures et nanotechnologies :
Après
la révolution des microtechnologies se prépare celle des nanotechnologies,
qui permettront de fabriquer de nouveaux matériaux réalisés par assemblage
d'agrégats et dotés de propriétés originales. La Région Rhône-Alpes
est particulièrement bien placée dans cette course et la recherche
à la Doua dans ce domaine est au tout meilleur niveau international.
Les laboratoires lyonnais ont en particulier joués un rôle de précurseurs
dans le domaine amont des agrégats initié sur le campus dès la fin
des années 70.
La
recherche sur les agrégats (amas de quelques atomes à
plusieurs dizaines de milliers d'atomes) est conduite au LASIM
et au LPMCN, ainsi qu'au sein du Centre Interlaboratoire Lyonnais
de Recherche sur les Agrégats qui regroupe des équipes de ces
deux laboratoires et de l'Institut de Recherche sur la Catalyse.
Diviser la matière pour la réorganiser, puis observer ses nouvelles
propriétés, voici les missions du Centre Interlaboratoire Lyonnais
de Recherche sur les Agrégats. Ce centre unique en Europe fonctionne
sur le principe de la multidisciplinarité, et permet l'étude
des agrégats, amas d'atomes aux géométries nouvelles, par des
spécialistes de la phase gazeuse, des physiciens et des chimistes.
Le
domaine en plein développement des nanotechnologies représente
la face tournée vers les applications des études de la matière
à l'échelle nanométrique. Pour la réalisation de ces recherches,
les laboratoires ont mis au point des nouvelles technologies
: par exemple, des pointes à émission de champ terminées par
un seul atome (ce qui permet d'imaginer de construire des nano-structures
à l'échelle de l'angström), de nouveaux microscopes adaptés
à l'étude de matériaux fragiles comme les polymères et les structures
biologiques, ou encore, de nouveaux appareils permettant de
mieux connaître les surfaces et interfaces (mesure des forces
de surface et interfaciales).
Optique
et lasers :
Le
laser est un outil omniprésent dans plusieurs laboratoires pour lesquels
il représente un outil irremplaçable pour réaliser des études dans
le domaine de la spectrométrie moléculaire, de l'optique non-linéaire
ou de la spectroscopie du solide (LASIM et LPCML). Il peut être aussi
un objet de recherche propre dans ces laboratoires où l'on développe
des structures ou des matériaux lasers.
Lasers de demain : Le LPCML, le LASIM et le LPM travaillent
sur les lasers de demain avec à la clé de nombreuses applications
industrielles : des lasers bleu qui permettront un stockage des données
plus performants avec des applications nombreuses dans les télécommunications,
des lasers médicaux plus efficaces...ou encore les lasers servant
à détecter la pollution atmosphérique.
Sur ce dernier thème, une équipe de la Doua est l'un des éléments
moteurs d'un grand projet franco-allemand nommé "Teramobile" qui a
permis de construire, et maintenant d'utiliser, un laser femtoseconde
très puissant et mobile pour analyser l'atmosphère (constitution,
pollution...) ou déclencher la foudre !
Le LPCML est également fortement impliqué, en partenariat avec d'autres
laboratoires universitaires ou industriels, dans le développement
des amplificateurs à fibres optiques pour les télécommunications à
haut débit.
Centre
lyonnais de nano-opto-technologies NanOpTec : ce
pôle, créé dans le cadre du Contrat de Plan Etat-Région, a pour ambition
de dynamiser et de renforcer les recherches fondamentales et appliquées
menées à Lyon dans ces domaines, de transférer les résultats vers
l'industrie et dans les enseignements spécialisés. L'activité qui
est réalisée dans ce centre marie les compétences en agrégats & nanostructures
et en optique & laser développées depuis de nombreuses années à la
Doua.
Plateformes
technologiques :
Le
Domaine Scientifique de la Doua dispose en matière de physique d'équipements
originaux, parfois uniques, très puissants et de haute précision qui
permettent de mener des travaux à la pointe de la recherche et au
meilleur niveau international.
Deux plateformes communes à plusieurs laboratoires de la Doua déjà
citées regroupent des équipements mi-lourds souvent sans équivalent
en France :
Le
Centre Interlaboratoire Lyonnais de Recherche sur les Agrégats
regroupe plusieurs sources d'agrégats à vaporisation laser et
des moyens de caractérisation variés comme la spectrométrie
de masse ou les techniques d'analyse de surface.
Le
Centre NanOpTec
regroupe un ensemble de sources lasers et de microscopes (confocal,
à force atomique (AFM), à effet tunnel (STM),...)
qui constituent un ensemble complet de diagnostics optiques
à l'échelle nanométrique.
D'autres équipements
à la pointe de la performance sont localisés dans les laboratoires
eux-mêmes, comme par exemple :
- LABRADOR (LABoratoire
RADiologique envirOnnement et expeRtises) : détection de radioéléments
d'intérêts environnemental et sanitaire
- Plate-forme de spectroscopie infrarouge et vibrationnelle : CECOMO,
...
Formation
:
Formation
initiale :
Université
Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Focus
sur les principales formations :
Licence Sciences et Technologies (UCBL)
- mention Physique
Master Sciences et Technologie, Santé (UCBL)
- mention Physique et technologie
- mention Sciences de la matière
Doctorat (Ecoles Doctorales)
- Physique et astrophysique de Lyon
- Matériaux de Lyon
La
Doua : quelques innovations et succès
Prix
de la Valorisation 2004 de l'IN2P3
LMA
Avec ce prix, Jean-Marie Mackowski du Laboratoire des Matériaux
Avancés (LMA) s'est vu récompensé pour l'ensemble
de ses activités de prestation dans les domaines des procédés
de traitement de matériaux amorphes et de traitement de surfaces
optiques.
Edelweiss
: à la recherche de la masse manquante
IPNL
Le
groupe Manoir de l'IPNL recherche des particules massiques qui
pourraient constituer une grande partie de la masse manquante
de l'Univers. L'expérience Edelweiss 1 installée en site souterrain
à Modane a une des meilleures sensibilités au niveau
mondial. La phase Edelweiss 2, avec un plus grand nombre de
détecteurs, va permettre de poursuivre la traque de ces particules.
Teramobile
: détecter la présence de polluants dans l'atmosphère
LASIM
La
technique Lidar (Light Detection and Ranging), qui s'apparente
à un Radar laser, permet aujourd'hui d'obtenir des cartographies
tri-dimensionnelles de polluants (NOx, SO2, Ozone,..) atmosphériques
à haute sensibilité et sur de grandes distances (plusieurs km).
Les Lidar 'traditionnels' souffrent cependant de limitations,
notamment pour la détection de polluants inconnus lors d'accidents
et la mesure des aérosols (poussières, particules Diesel, bactéries,
pollen, etc..).
Afin d'étendre les possibilités de ces systèmes, un programme
de grande envergure franco-allemand financé par le CNRS et la
DFG (" Teramobile(2) ", www.teramobile.org)
et piloté par le LASIM à l'Université Claude Bernard Lyon 1,
a été mis sur pieds pour développer de nouvelles méthodes de
mesure, basées sur l'utilisation de la spectroscopie non-linéaire
de l'atmosphère avec des impulsions ultrabrèves (de l'ordre
de la centaine de femtosecondes, 1fs = 10-15 s) et ultra-intenses
(de l'ordre du terawatt, 1012 W).
Grâce à ce système, il est possible de détecter à distance tous
les polluants simultanément. Il a également été démontré qu'il
était possible d'identifier des agents biologiques comme des
bactéries dans l'air, et que la foudre pourrait être déclenchée
et guidée par ces lasers.
Nanotechnologie
: développement dans la fabrication d'écrans plats de grande
taille
LPMCN
L'équipe
Emission Electronique du Laboratoire de Physique de la Matière
Condensée et Nanostructure (unité mixte de recherche du CNRS
et de l'Université Claude Bernard Lyon 1) a développé un savoir-faire
particulier dans la fabrication de nanocomposés de carbone,
en particulier de nanotubes de carbone multifeuillet, et de
leur utilisation comme cathodes froides.
Dans le cadre d'une collaboration avec la start-up Inanov spécialisée
en nanotechnologies, ce savoir-faire, qui fait l'objet de deux
brevets, a permis le développement d'écrans plats par émission
de champs, souples et géants de dimensions 4m x 3m. C'est aussi
un projet européen " Nanopage ", financé récemment par le 6è
PCRD et dont l'UCBL en est le coordonnateur.
Création
en 2003 de Fibercryst spécialisée dans la fabrication
de fibres monoscristallines
LPCML
Alors
que l’utilisation de monocristaux massifs pour réaliser de très
petites pièces se révèle délicate (problèmes d’usinage et de
fiabilité de l’orientation cristallographique), une équipe de
chercheurs issus du Laboratoire de Physico-chimie des matériaux
luminescents a mis au point un procédé de fabrication de fibres
monocristallines. Cette technologie permet de fabriquer un monocristal
continu, long et très fin pour des applications dans les domaines
de l’optoélectronique, de l’énergie (limiteurs de courant) et
de la santé (imagerie médicale).
Prix
Servant de l'Académie des Sciences 2002
LASIM
Le Prix
Servant (physique) a été attribué à
Jean-Pierre WOLF, Professeur au LASIM, récompensant "un grand
nombre de percées majeures dans le domaine de la spectroscopie
de l'atmosphère, notamment grâce à l'utilisation des lasers
femtosecondes".
Prix
Gay Lussac 2003
LASIM
Le Prix
Gay Lussac Humboldt de la fondation Alexander-von-Humboldt
2003 a été décerné à Michel BROYER,
Professeur au LASIM, pour l'ensemble de son activité dans
le domaine des agrégats et nanostructures.
Grands
projets
Recherche
Pôle "Nanosciences"
Trois
laboratoires de physique fondamentale de la Doua participe au
développement du Pôle d'excellence Rhône-Alpes "Nanosciences",
et tout particulièrement dans le cadre du développement du Centre
Lyonnais de Nano-Optique qui regroupe le LPCML, le LASIM et
le LPMCN ainsi que deux laboratoires à dominante STIC, le LPM
(INSA de Lyon) et le LEOME (Ecole Centrale de Lyon).
Pour identifier les laboratoires de recherche
en sciences fondamentales, cliquez ici >>