Jury:

• C. Bergaud (LAAS), rapporteur
• A. Souifi (INSA-Lyon), rapporteur
• P. Lafarge (MPQ, Univ. Paris Diderot), rapporteur
• P. Leclere (U. Mons, Belgique), examinateur
• T. Leblois (FEMTO-ST), examinatrice
• C. Demaille (Univ. Paris Diderot), examinateur
• J.F. Dufreche (Uinv. Montpellier), examinateur
• D. Théron (IEMN), invité
• D. Vuillaume (IEMN), garant.

Résumé :

Les nanosciences et nanotechnologies ont d’ores et déjà bouleversé nos vies, principalement de par la production de puces composées de milliards de composants électroniques nanométriques au cœur de nos ordinateurs et téléphones portables. Les puissances de calcul des ordinateurs et cartes graphiques ont récemment permis le développement spectaculaire de l’intelligence artificielle. Les calculs scientifiques numériques comme la dynamique moléculaire jadis réservés à quelques initiés sont désormais accessibles à tous. Par ailleurs, ces composants électroniques se sont diversifiés. Le coût d’un séquençage de génome avec des capteurs nanoélectroniques sensibles au pH est désormais sous les 1000 $. Malgré ces succès applicatifs, les nanotechnologies restent un domaine très actif en recherche, au carrefour de la physique, chimie et biologie.

Dans ce contexte, mes activités de recherche sont axées autour des nanotechnologies, avec comme ligne directrice une vision interdisciplinaire. Celle-ci comprend la nanofabrication et les mesures à l’échelle nanométrique pour essayer de répondre aux question scientifiques à l’échelle moléculaire, à l’interface entre l’électronique et l’électrochimie.

Un second aspect consiste à exploiter ces interactions moléculaires complexes pour proposer de nouveaux composants, en particulier des capteurs destinés à être utilisés en milieux hostile ou médical (Fig 1).

Figure 1 Présentation de mes thématiques de recherches allant de l’étude des interactions moléculaires au nanocapteurs et organisées en trois chapitres.

Le premier chapitre traite des interactions moléculaires et du transport électronique quantique dans les objets moléculaires. Le  second  chapitre  aborde  la question de la nanofabrication et de la caractérisation des nano-objets. Nous mettrons l’accent sur les enjeux technologiques pour passer de nano-objet à nanocomposant (nanoélectronique/nanofluidique), et de nanocomposant à système utilisable dans un environnement macroscopique. Le troisième chapitre présente des preuves de concept de composants moléculaires et capteurs d’ions exploitant les thématiques présentées en chapitres 1 et 2 issues à la fois de la littérature et de nos travaux. Les perspectives applicatives de mesures d’éléments rares en eaux profondes et d’hyponatrémie pour des patients cirrhotiques seront abordées.

Enfin, une conclusion générale rappellera les résultats marquants et les perspectives. Des éléments quantitatifs de ma carrière de chercheur et implication dans des activités pour la collectivité seront présentés après la conclusion