Les recherches menées à CNRS Physique portent sur l’étude de la matière, du rayonnement et des lois fondamentales qui régissent le monde. Dans sa diversité thématique, la physique a une approche qui révèle les grands principes sous-jacents aux propriétés et aux comportements des objets, aussi complexes soient-ils. Son approche irrigue largement d’autres disciplines.
La recherche en physique vise à comprendre les lois fondamentales qui régissent l’Univers, à explorer les comportements de la matière et du rayonnement, et à décrire leurs interactions aux échelles les plus variées - du subatomique au macroscopique - des systèmes les plus simples au vivant.
Pour répondre à cette ambition, CNRS Physique soutient une approche intégrée : formulation de théories, élaboration de modèles, simulations numériques, expérimentations de pointe et développement d’instruments. Les équipes de CNRS Physique conçoivent et mettent en œuvre des dispositifs expérimentaux aussi bien que des outils théoriques. Leurs travaux mobilisent des plateformes technologiques avancées et s’inscrivent dans une dynamique collective, notamment autour des grandes infrastructures de recherche nationales et internationales (IR, IR*).
CNRS Physique structure son action scientifique autour de cinq grands domaines stratégiques, en constante interaction :
Développer des concepts et des outils analytiques et numériques pour comprendre, modéliser et prédire les phénomènes physiques dans toute leur diversité, du fondamental aux applications.
Étudier les interactions lumière-matière, sonder la matière sous des conditions extrêmes, explorer les phénomènes quantiques et développer des technologies fondées sur l’optique et les lasers.
Étudier la structure et les propriétés mécaniques, thermiques et dynamiques des matériaux, naturels ou artificiels, pour mieux comprendre et concevoir des matériaux optimisés.
Analyser les systèmes aux comportements collectifs ou hors équilibre, des fluides complexes aux systèmes biologiques, pour dévoiler les principes physiques à l’œuvre et prédire leurs comportements.
Prédire et explorer les comportements électroniques, magnétiques et quantiques des matériaux massifs et en basse dimensionnalité, du fondamental aux technologies émergentes.
CNRS Physique contribue fortement aux actions transdisciplinaires du CNRS dont les répercussions à moyen et long terme sont attendues en sciences des matériaux, en biologie, en chimie moléculaire, ou encore en géosciences.
C’est notamment le cas pour les Sciences & Technologies Quantiques, qui allient sciences fondamentales, appliquées et technologiques, en combinant les dimensions physiques (des matériaux aux systèmes) et logicielles dans les domaines du calcul, de la communication et des capteurs quantiques.
CNRS Physique déploie ses recherches au sein d’un maillage territorial fort, dans des unités de recherche mixtes avec les universités et autres organismes, en interaction étroite avec les acteurs académiques et industriels. Cette organisation favorise l’excellence scientifique, l’innovation interdisciplinaire, et s’inscrit résolument dans la recherche de solutions aux grands enjeux sociétaux, technologiques et environnementaux.
CNRS Physique participe activement aux instances de pilotage de 4 infrastructures de recherche (IR) et 6 très grandes infrastructures de recherche (IR*). L'organisation à l'échelle européenne renforce la dynamique des échanges et la qualité des développements instrumentaux pour la recherche en physique.
Selon la Stratégie nationale des infrastructures de recherche, « Une infrastructure de recherche se caractérise par des installations, ressources ou services essentiels, uniques et d’envergure nationale voire européenne ou internationale, dont l’objet est de conduire et soutenir une activité de recherche d’excellence. Elle comprend des équipements scientifiques, des ressources telles que des collections, archives et données scientifiques, des services et infrastructures numériques, et tout autre outil essentiel pour soutenir une recherche et des innovations au meilleur niveau. »
Comme d’autres instituts du CNRS, CNRS Physique prend part aux instances de pilotages (conseil d’administration ou comité de pilotage) des infrastructures de recherche dont il est référent. Cela implique de définir leur stratégie, en concertation avec leur direction et les autres parties prenantes, le cas échéant. Le rôle de CNRS Physique est de s’assurer que les utilisateurs français de ces IR et IR* aient accès à des installations au plus haut niveau international que ces infrastructures puissent rester à l’état de l’art.
Les IR*, qui remplacent les anciennes « très grandes infrastructures de recherche » (TGIR), relèvent d’une politique nationale (notamment budgétaire). Néanmoins, leur responsabilité scientifique reste acquise aux opérateurs de recherche. CNRS Physique participe aux instances de pilotage de 6 IR*.
Les équipes de recherche de CNRS Physique sont également actrices – et utilisatrices – de calcul intensif sur les machines implantées à l’IDRIS d’Orsay ou au sein des centres régionaux (mésocentres) situés à Grenoble, Toulouse et Lyon.
APOLLON est une infrastructure de recherche (IR*) placée sous la tutelle du Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et de l’École polytechnique. Conçue pour atteindre une puissance laser multipetawatt exceptionnelle, l’IR permet de produire des faisceaux de particules et des rayonnements aux paramètres uniques. Pour parvenir à de tels résultats, APOLLON est équipée de salles d’expérimentation et de technologies d’instrumentation de pointe dont la mise en service a débuté en 2019 pour une ouverture aux utilisateurs en 2020.
• Apollon, un laser plus puissant que la foudre
Localisation : Palaiseau
En cours de construction
La Source européenne de spallation (ESS) est un consortium pour une infrastructure de recherche européenne (ERIC). C’est un centre de recherche multidisciplinaire s'appuyant sur la source de neutrons la plus puissante au monde. Son ambition est de construire et d'exploiter une source de neutrons d’une brillance exceptionnelle, issue d'un accélérateur de proton de 2 MW, afin de permettre des avancées scientifiques majeures dans les domaines de la recherche sur les matériaux, l'énergie, la santé et l'environnement, et de relever certains des défis sociétaux les plus importants de notre époque.
Localisation : Lund (Suède)
L'ESRF-EBS - Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron (European Synchrotron Radiation Facility)– qui a terminé sa jouvence en 2020 pour devenir « Extreme Brillance Source » (EBS), produit des faisceaux de rayons X 10 000 milliards de fois plus brillants que les rayons X utilisés à l'hôpital. Ces rayons X, aux propriétés exceptionnelles, sont produits par des électrons de très haute énergie (6 GeV) circulant dans un accélérateur de 844 mètres de circonférence. Chaque année, plus de 7 000 chercheurs et chercheuses viennent à Grenoble réaliser des expériences sur les 46 lignes de lumière de l'ESRF, dotées d'équipements à la pointe de l'innovation.
Localisation : Grenoble
L'European XFEL génère des impulsions de rayons X ultracourtes (de l’ordre de la femtoseconde), dont la brillance instantanée est un milliard de fois supérieure à celle des meilleures sources de rayons X, y compris les sources synchrotrons.
Grâce à ces impulsions de rayons X ultracourtes, les scientifiques peuvent cartographier la structure atomique des protéines, obtenir des images en trois dimensions du nanomonde, filmer des réactions chimiques et étudier des processus en conditions extrêmes de température ou de pression tels que ceux qui se produisent au plus profond des planètes, le tout avec une résolution temporelle de quelques femtosecondes.
Localisation : Hambourg (Allemagne)
L'Institut Laue-Langevin est un centre de recherche international, à la pointe de la science et de la technologie neutroniques. Leader mondial dans son domaine, l’ILL offre aux scientifiques des faisceaux de neutrons extrêmement brillants, alimentant plus de 40 instruments de très haute technologie, modernisés récemment grâce au programme ENDURANCE. Institut de service, l'ILL met ses installations et son personnel à la disposition des scientifiques du monde entier. Chaque année, environ 1400 chercheurs et chercheuses de plus de 40 pays viennent à l'ILL réaliser quelque 1000 expériences, afin de sonder la structure et la dynamique de la matière à l’échelle atomique et renforcer les connaissances dans les domaines des matériaux, du magnétisme, de la physique nucléaire et du vivant.
Localisation : Grenoble
Le centre français de rayonnement synchrotron SOLEIL met à la disposition de la communauté scientifique nationale et internationale des instruments utilisant une lumière d’une intensité et d’une stabilité exceptionnelles. SOLEIL est utilisé annuellement par près de 3000 scientifiques, dont 65 % viennent de laboratoires français, 33% de laboratoires européens. Cette imposante infrastructure permet d’accélérer des électrons à une énergie de 2,75 GeV, une énergie un peu plus basse qu’à l’ESRF, afin d’avoir un rayonnement de plus basse énergie, complémentaire de celui de l’ESRF. Utilisé par 29 lignes de lumière disposés en périphérie de l’anneau, ce rayonnement permet aux scientifiques de mener leurs recherches pour des projets relevant de la physique, la biologie, la chimie, l’astrophysique, l’environnement ou des sciences de la Terre.
Localisation : Palaiseau
Les équipes de recherche de CNRS Physique sont également actrices – et utilisatrices – de calcul intensif sur les machines implantées à l’IDRIS d’Orsay ou au sein des centres régionaux (mésocentres) situés à Grenoble, Toulouse et Lyon.
Parmi les infrastructures de recherche, la catégorie IR rassemble les infrastructures dont la stratégie scientifique et le suivi budgétaire sont sous la responsabilité des opérateurs de recherche. CNRS Physique pilote pour le CNRS 4 de ces infrastructures de recherche.
EMIR&A est le réseau français d’accélérateurs dédié à l’étude de l’irradiation des matériaux et des molécules et/ou à leur analyse par des faisceaux d’ions. Il regroupe 15 accélérateurs d’ions et d’électrons couplés à des instruments in situ aux performances uniques, installés sur 11 plateformes, répartis sur 6 sites. Les installations d’EMIR&A sont complémentaires les unes des autres, en ce qui concerne les particules accélérées, les énergies disponibles et l’instrumentation associée.
Localisation : Caen, Orléans, Orsay, Palaiseau, Paris, Saclay
Le Laboratoire National des Champs Magnétiques Intenses est une infrastructure de recherche qui peut accueillir tous les chercheurs ayant besoin des champs magnétiques intenses, et des expériences spécifiques mises au point. Elle se situe sur deux sites : les champs magnétiques continus, jusqu’à 42 T, sont produits à Grenoble (LNCMI-G), les champs magnétiques pulsés, pouvant dépasser 100 T dans certaines conditions, sont produits à Toulouse (LNCMI-T).
Localisation : Grenoble et Toulouse
METSA est un réseau national de 9 plateformes régionales mettant à la disposition de la communauté scientifique française et internationale 13 Microscopie électronique en transmission (MET) et 3 dispositifs de sonde atomique. Il comprend quatre axes d’activité majeurs : le réseau, l’accueil, la formation et la recherche (scientifique et instrumentale).
Localisation : Réseau national
L’infrastructure REFIMEVE est une infrastructure nationale de recherche pilotée par le Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) et le Laboratoire Temps Espace (LTE), avec le soutien de RENATER. Elle permet de transmettre sans dégradation vers plus de 30 laboratoires et infrastructures, des signaux ultrastables de fréquence et de temps élaborés par le LTE, avec une précision pouvant aller au-delà de 10-18. Le réseau REFIMEVE s’étend actuellement sur 9000 km sur le territoire français.
Localisation : Réseau national
Sylvain Ravy
Directeur adjoint scientifique « Infrastructures de recherche »
Denis Morineau
Délégué scientifique « Grands instruments »
Les Groupements de recherche (GDR) fédèrent et mobilisent des équipes de recherche de différentes disciplines, de différents instituts du CNRS et également d’acteurs académiques ou industriels, autour de thématiques originales ou émergentes. Cette page recense les GDR portés par CNRS Physique et détaille leurs axes de recherche.
Un Groupement de recherche (GDR) du CNRS met en réseau et fédère une communauté scientifique autour d’une thématique originale émergente. CNRS Physique initie des GDR sur des thématiques scientifiques qui répondent à des problèmes fondamentaux ou sociétaux actuels. Ces thématiques relèvent du cœur de métier mais peuvent également avoir trait aux interfaces qu’entretient la physique avec d’autres domaines scientifiques. En ce sens, les GDR à caractère transdisciplinaire portés par CNRS Physique sont soutenus en association avec les autres instituts CNRS concernés.
Les principales missions d’un GDR consistent à animer une communauté thématique souvent pluridisciplinaire, avec la volonté de s’ouvrir à de nouveaux partenaires, de développer les échanges entre scientifiques au sein du réseau de laboratoires impliqués, et de mettre en place des projets scientifiques aux échelles nationale, européenne ou internationale. L'extension des communautés GDR auprès d'acteurs industriels, par exemple via la constitution d’un « club des partenaires », permet un enrichissement mutuel et l’identification de sujets de recherche communs.
Cette page présente, sous la forme de fiches synthétiques, les objectifs de chacun des groupements de recherche portés par l’Institut de physique. Au-delà de la présentation des axes de recherches poursuivis, chaque fiche offre la possibilité à de nouveaux partenaires relevant éventuellement d’autres champs disciplinaires ou des milieux non académiques de contacter ces GDR et de rejoindre leur liste de diffusion.
Le GDR Horizon 2D et hétérostructures (2D+) est un réseau de recherche horizontal visant à fédérer la communauté française travaillant sur les matériaux bidimensionnels et les systèmes de basse dimension associés (hétérostructures van der Waals, Moirés, systèmes torsadés, nanotubes, hybrides 2D–1D et 1D–0D…). Les thématiques de recherche couvrent la synthèse, la caractérisation, la théorie et les dispositifs, en abordant à la fois les propriétés fondamentales et les fonctionnalités émergentes. Dans un contexte international hautement compétitif, le GDR 2D+ favorise les échanges scientifiques, l’interdisciplinarité, les collaborations et la visibilité aux niveaux national et international.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Architecture Dynamique et Physique du Noyau (ADN-Phys) est de rassembler la communauté française impliquée dans l’étude de l’organisation nucléaire et intéressée par la modélisation physique. A l’interface de la physique et de la biologie, le GDR ADN-Phys vise à comprendre le rôle fonctionnel de l’organisation nucléaire dans les processus physiologiques et les pathologies associées en suscitant l’émergence d’une approche intégrée de l’architecture des chromosomes et de leur dynamique aux différentes échelles de taille et de temps.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR Approches quantitatives du vivant (AQV) a été créé afin de consolider et promouvoir les liens entre les communautés à l’interface entre la biologie et la physique. La création du GDR AQV est partie d'un double constat : (1) mieux comprendre le vivant nécessite aujourd'hui de le quantifier, de le modéliser et de prendre en compte les lois de la physique et de la chimie, (2) cette démarche ne peut être mise en œuvre que dans un cadre interdisciplinaire. Au-delà de l’importation d’outils et de concepts, il s'agit aussi d’aborder des questions clés de la biologie par des approches combinant biologie et physique. Ces avancées permettent le développement de nouveaux concepts physiques (exemples : matière active, physique loin de l’équilibre, robustesse au bruit, apprentissage dans des systèmes frustrés, dynamique des systèmes à très grande nombre de dimensions).
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du groupement de recherche Implémentations matérielles du calcul naturel (BioComp) est de favoriser les échanges interdisciplinaires autour de la réalisation de systèmes matériels pour le calcul bio-inspiré. Nous cherchons à comprendre les mécanismes en jeu dans les systèmes biologiques afin de créer des puces basées sur le calcul naturel, mais aussi vice versa, à construire des architectures hybridant le "wetware" et le matériel comme systèmes de test pour mieux comprendre la biologie. L’objectif est d'explorer les approches les plus prometteuses pour une mise en œuvre efficace du calcul naturel et de concevoir ces systèmes bio-inspirés sur différents substrats technologiques.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Il existe actuellement en France une importante communauté pluridisciplinaire travaillant au meilleur niveau international sur les matériaux chalcogénures. La mission principale du GDR Matériaux chalcogénures : Recherche, Développement et Innovation (CHALCO) est de créer une structure à l’échelle nationale permettant de recouvrir les différents champs disciplinaires des matériaux chalcogénures et promouvoir les interactions et les échanges au sein de cette communauté. Cela passe par un maillage vertical allant de la recherche fondamentale aux applications et transverse en regroupant les quatre axes technologiques identifiés autour de ces matériaux : les applications mémoire/neuromorphique, optique/photonique, thermique/énergétique et spin-orbitronique. La mise en relation d’un bout à l’autre de la chaîne de connaissance depuis la recherche fondamentale jusqu'à la production industrielle doit permettre l’émergence de synergies nouvelles conduisant à des solutions innovantes dans tous ces domaines.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Science with coherent X-rays at 3rd and 4th generation synchrotron sources* (CohereX) est de rassembler la communauté française utilisant le rayonnement X cohérent, couvrant des domaines de recherche allant des systèmes biologiques aux structures magnétiques, électroniques, et jusqu’à la dynamique de la matière, en passant par les matériaux fonctionnels et ceux du patrimoine culturel. CohereX a pour but de partager les savoir-faire et de promouvoir le développement de nouvelles études innovantes et des approches d’analyse de données, en lien en particulier avec les opportunités uniques offertes par les mises à jour des sources synchrotrons extrêmement brillantes.
*La science avec les rayons X cohérents dans les sources synchrotron de 3ème et 4ème génération
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Contrôle des Ondes en Milieu ComPLEXE (COMPLEXE) est de rassembler les communautés françaises alliant recherches fondamentale et appliquée dans le domaine de la physique des ondes dans les milieux complexes. Le groupement vise en particulier à fédérer opticiens/opticiennes, acousticiens/acousticiennes, physiciens/physiciennes des atomes froids et sismologues s’intéressant à la propagation, au contrôle et à l’imagerie des ondes dans les milieux désordonnés, structurés, biologiques ou non linéaires, ou encore dans les systèmes quantiques complexes.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
L’objectif du GDR Effets non-linéaires dans les fibres optiques et en optique intégrée (ELIOS) est de fédérer les différents acteurs et actrices français(es) travaillant sur les effets non-linéaires dans les fibres optiques et les guides d’onde au sens large, incluant l’optique intégrée, que ce soit au niveau fondamental ou appliqué. Les thématiques phares du domaine sont les ondes scélérates (analogie optique/hydrodynamique pour mieux prédire et comprendre l’apparition de ces vagues dévastatrices dans les océans), les peignes de fréquences optiques (mesures ultra-précises pour voitures autonomes, horloges optiques, détection d’exoplanètes, spectroscopie de précision pour la détection de polluants…), l’optique quantique, les capteurs distribués, les télécommunications optiques du futur (fibres multimodes/multicœurs dans lesquelles les effets non-linéaires imposent une limitation fondamentale dans l’augmentation du débit, nouvelles techniques d’analyse non-linéaire du signal) ou encore les lasers à impulsions ultra-courtes (Laser mégajoule, interaction lumière matière, futurs systèmes de traitement en oncologie ou encore de diagnostic)... Au-delà de ces thématiques de recherche, nous désirons stimuler les relations entre les différents acteurs académiques et industriels français.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR Édifices Moléculaires Isolés et Environnés (EMIE) a pour mission de rassembler la communauté française de la physico-chimie moléculaire et d’accompagner le développement de synergies fortes entre méthodologies expérimentales et théoriques en physique moléculaire et chimie physique fondamentale.
Les études menées par les membres du GDR EMIE couvrent une large gamme de problématiques aux frontières de nombreuses disciplines : sciences de l’Univers (physique et chimie de l’atmosphère, astrochimie, astrophysique), biologie et santé, molécules pour l’énergie. Cette grande diversité de questions implique une grande diversité de systèmes moléculaires, de taille et complexité variables, pris dans des environnements et des systèmes d’interaction multiples (phase gazeuse, liquide ou solide). Une diversité d’approches expérimentales et théoriques complémentaires permet d’y répondre, allant de la spectroscopie à très haute résolution pour des mesures de précision aux études thermodynamiques des processus réactionnels, des molécules ultrafroides isolées aux environnements méso- et macroscopiques.
L’enjeu principal de notre GDR EMIE est la mise en avant de questions scientifiques communes et fédératrices de l’ensemble de la communauté de physique moléculaire au sens large ; et proposer un terreau fertile pour la confrontation des expertises fondamentales, expérimentales, instrumentales et théoriques des communautés concernées.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Gaz quantiques (GQ=(QG)†) est de réunir la communauté des gaz quantiques au sens large en joignant la communauté des fluides quantiques de lumière à celle des atomes ultrafroids. Ces domaines partagent l’étude du même type de problèmes souvent issus de la matière condensée mais avec une approche commune de simulation quantique avec des systèmes artificiels parfaitement contrôlés et caractérisés. Les avantages et les inconvénients expérimentaux des différents systèmes permettent une complémentarité entre les études et le domaine dans son ensemble est caractérisé par un lien théorie-expérience fort. Le GDR fera une part importante aux progrès techniques, à la fois expérimentaux et théoriques, offrant ainsi des espaces de discussion et de formation cruciaux pour rester à la pointe du domaine.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR Halide Perovskites* (HPERO) est dédié aux pérovskites halogénées, qui sont une nouvelle classe de semiconducteurs. Les pérovskites halogénées ouvrent un champ très large d’explorations pour l’ingéniérie chimique et structurale et nécessitent des besoins croissants en matière de compréhension des propriétés physiques. Elles sont à l’origine d’une rupture technologique remarquable dans le domaine du photovoltaïque et elles présentent des potentialités d’applications opto-électroniques très diversifiées. Le GDR HPERO propose une approche multidisciplinaire mélangeant à parts égales les aspects fondamentaux et appliqués, de façon à créer une synergie susceptible de faire émerger de nouveaux concepts comme de proposer de nouvelles potentialités en termes d’applications.
* Pérovskites halogénées
COORDINATION
THÉMATIQUES
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La mission du GDR Intelligence Artificielle en Sciences des Matériaux (IAMAT) est de rassembler les nombreuses équipes et les différentes communautés intéressées par les approches d'intelligence artificielle en science des matériaux (théorique et expérimentale). Le spectre couvre un continuum scientifique entre les développements de l'IA jusqu'aux applications concrètes en science des matériaux. Une des missions clés du GDR est de favoriser les échanges pédagogiques entre les communautés, notamment par des actions transversales, pour promouvoir de nouvelles inspirations et collaborations.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Interaction, Désordre, Élasticité (IDE) est d’animer des collaborations dont le point commun est l’étude de phénomènes où les hétérogénéités jouent un rôle essentiel – tant au niveau théorique qu’expérimental – et bien décrites par le cadre des systèmes élastiques désordonnés. Le but du GDR est de favoriser des échanges entre communautés travaillant sur des systèmes de nature ou d’échelles très différentes bien que décrits dans ce même cadre ; ce, afin de mettre en commun leurs expertises sur les questions ouvertes et d’initier de nouvelles thématiques de recherche.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Interfacial Soft Matter* (ISM) est de souligner l’importance et de comprendre en profondeur la structure et la dynamique des nombreuses formes de matière molle interfaciale. Le GDR ISM est un forum permettant aux communautés françaises et internationales - issues de la physique, de la chimie et de l'ingénierie et utilisant un ensemble divers d'outils expérimentaux, théoriques et informatiques - étudiant le comportement et les interactions de la matière molle aux interfaces de se rassembler et échanger des idées.
* Matière molle interfaciale
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Les thématiques du GDR Lasers énergétiques et intenses et plasmas sous conditions extrêmes (LEPICE) concernent l’étude de la physique à hautes densités d’énergie (HDE) (E > 1011 J/m³) et recouvrent un vaste champ de recherches accessibles avec des lasers énergétiques à impulsions nanoseconde et des lasers à impulsions brèves. Les domaines de recherche s’étendent de l’astrophysique et planétologie de laboratoire à la physique liée à la fusion par confinement inertiel, en passant par la physique fondamentale d’états exotiques de la matière encore inconnus. Les effets de champs électromagnétiques ultra-intenses dits «forts» en interaction avec la matière, encore peu étudiés, sont enfin accessibles grâce à l’arrivée des lasers de classe 10 PW en combinaison avec d'autres sources de rayonnement pour explorer des phénomènes de mouvements ultra-relativistes et de l'électrodynamique quantique.
Les études de la HDE sont en plein essor grâce à l’évolution des installations lasers accompagnées par le développement des installations capables de fournir des sources X bien adaptées pour caractériser la matière en conditions extrêmes. Les installations essentielles pour cette recherche sont disponibles en France et en Europe, notamment les lasers énergétiques LULI2000 et Laser Mégajoule ainsi que l’installation laser Apollon et les sources X type synchrotron à l’ESRF ou le XFEL de l’EU-XFEL couplés aux lasers classiques.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du groupement de recherche Matériaux quantiques et phénomènes émergents (MAQ-PHEE) est de rassembler une communauté scientifique large, structurée autour des développements actuels et à venir dans le domaine des matériaux quantiques. Les matériaux quantiques couvrent un domaine allant des systèmes d’électrons fortement corrélés produisant de nouveaux états de la matière aux matériaux topologiques développant des propriétés liées à des effets quantiques. Au niveau microscopique, des degrés de liberté fondamentaux de nature quantique interagissent et font émerger des phénomènes collectifs inhabituels et des états macroscopiques complexes. Ce sont des phénomènes qui peuvent apporter de nouvelles fonctionnalités qui seront certainement au cœur des technologies de nouvelle génération.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Matériaux épitaxiés (MATÉPI) est de rassembler la communauté française travaillant sur la croissance, la caractérisation et l’application des systèmes épitaxiés. Il vise à promouvoir l’épitaxie en tant que discipline en soi et pour les autres, une discipline académique avec ses propres enjeux, avec de fortes implications industrielles et économiques. Ce GDR vise à favoriser la compréhension plus profonde des effets hors équilibre dans les mécanismes de croissance, l’exploration du lien entre la qualité de l’épitaxie aux échelles ultimes et les structures et propriétés des dispositifs épitaxiés, l’approfondissement de la fonctionnalisation des matériaux, ainsi que les applications industrielles de l’épitaxie.
Plusieurs enjeux cruciaux sont adressés par ce GDR : la mise en valeur et la diffusion des avancées réalisées par la communauté de l’épitaxie, la diffusion des connaissances, la mise en contact des différents groupes afin de stimuler de nouvelles collaborations et des interactions entre différentes communautés (semiconducteurs, oxydes, matériaux 2D, matériaux métalliques...), mais aussi entre théorie/expérience, fondamental/appliqué, académique/industriel, etc. Le domaine de l’épitaxie étant au cœur de l’innovation technologique, l’attention portée à son développement est étroitement liée à l’ambition industrielle et à la souveraineté économique.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Physique quantique mésoscopique (MESO) est de fédérer l’activité nationale en physique quantique mésoscopique. Ses thèmes d’activité portent sur le transport électronique cohérent dans les conducteurs de toutes dimensionnalités et nature (systèmes hybrides, isolants topologiques, graphène, …). Les évolutions récentes portent sur la manipulation des états quantiques dans de tels systèmes, ainsi que sur la mise en place de nouvelles techniques de mesure donnant accès à de larges bandes de fréquence.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR Nouveaux matériaux et dispositifs durables (NATURE) rassemble des spécialistes issus de la physique, de la science des matériaux et de l’ingénierie, engagés dans la fabrication par voie physique et l’étude des propriétés de (nano-)matériaux et de dispositifs plus durables. Ce GDR interdisciplinaire associe aussi des géophysiciens et des philosophes qui explorent les relations entre science, technologie et transition écologique. Les matériaux d’intérêt ciblent des applications stratégiques liées notamment à l’énergie, à l’environnement et à la santé.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission principale du GDR Nanosciences en champ proche sous ultra vide (NS-CPU) est de fédérer la communauté française dont les activités de recherche « nanosciences » s’appuient sur les techniques de microscopie en champ proche fonctionnant sous ultra vide.
Adossées aux sciences de surface, les nanosciences intersectent de nombreux domaines scientifiques et techniques : la nanoélectronique, l’électronique et la mécanique moléculaire, le nanomagnétisme, la physique des semiconducteurs et des supraconducteurs, la physique et chimie des nano-objets individuels, la catalyse hétérogène, la métallurgie…
Les instruments de prédilection pour l’étude des nanosciences sont les microscopies champ proche (STM, STM-photon, STM+champ magnétique, STS, NC-AFM, KPFM) fonctionnant sous ultra vide (UHV), et à différentes températures (4 K, 77 K, 300 K, …). Elles permettent d'accéder directement à la topographie de la surface support, mais surtout aux propriétés électroniques, optiques ou magnétiques d'un nano-objet unique, d’une molécule, d’un atome ou d’un état de surface.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR L'Or nanométrique (Or-Nano) est de susciter et soutenir les collaborations de ses chercheuses et chercheurs sur des thèmes en lien avec les nanoparticules d’or, les films d’or nanométriques ou les complexes à base d’or. Ces thèmes de recherche couvrent les domaines de la physique, de la chimie et de la biologie. Le GDR organise des conférences annuelles en France à caractère pluridisciplinaire et des « Discussions Or-nano » qui visent à traiter en profondeur un sujet plus ciblé. Un accompagnement et un soutien particuliers sont proposés aux doctorantes et doctorants, notamment à travers des bourses d’échanges entre laboratoires membres du GDR et des subventions pour participer à des manifestations scientifiques en France ou à l’étranger. Or-nano encourage fortement ses membres à mener des actions de vulgarisation afin de sensibiliser le grand public aux recherches menées dans ses laboratoires. Depuis sa naissance/création en 2006, Or-nano a confirmé son dynamisme en faisant évoluer régulièrement ses thématiques, et vise ainsi à contribuer activement à la pertinence de la recherche française sur la scène mondiale.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR de Physique Topologique (PhyTop) a pour mission l’étude des propriétés topologiques et géométriques émergentes dans les systèmes physiques classiques et quantiques. Il vise à fédérer les chercheuses et chercheurs travaillant sur des plateformes très variées, à toutes les échelles, autour de cette thématique commune, des nanosciences aux métamatériaux, de la photonique à la phononique, de l’acoustique aux fluides. Il cherche à développer des concepts et outils théoriques transversaux, en s’appuyant notamment sur l’interaction avec les mathématiques, à identifier de nouveaux systèmes topologiques, à révéler des effets topologiques originaux dans des systèmes physiques divers, et à en exploiter les propriétés dans les plateformes expérimentales les plus adaptées.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Soft Physics for Hard Materials (SoPHy) est de rassembler la communauté française impliquée dans l’étude des matériaux durs obtenus à partir de précurseurs mous. C’est le cas de très nombreux matériaux tels que le ciment, les supports poreux pour la catalyse ou encore des matériaux d’inspiration ou d’origine biologiques tels que la nacre ou les composites à base de collagène mettant en jeu des processus de biominéralisation. Ce GDR couvre toutes les étapes de synthèse et d’obtention de matériaux durs qui mettent en jeu des processus physiques complexes associés à l’application de stimuli internes (e.g. ice templating, etc.) ou externes (e.g. cisaillement mécanique, ultrasons de puissance, etc.) lors de la mise en forme du précurseur mou. Ce GDR examinera la possibilité de jouer sur les propriétés structurales, mécaniques ou fonctionnelles de ces précurseurs pour mieux contrôler leurs propriétés finales à l’état durci.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Systèmes mécaniques ultra-sensibles : phononique, optomécanique et nanomécanique (Symphonique) est de rassembler la communauté française dont les activités de recherche sont liées à la nanomécanique et à l’optomécanique, notamment dans le régime où les fluctuations quantiques jouent un rôle important. La métrologie, les mesures ultrasensibles ou l’information quantique font partie des sujets de recherche du GDR MecaQ.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR Défis théoriques pour les sciences du climat (Théorie & Climat) regroupe la communauté des théoriciennes et théoriciens : physiciens/physiciennes, climatologues, océanographes, atmosphériciens/atmosphériciennes, mathématiciens/mathématiciennes, informaticiens/informaticiennes, chercheurs/chercheuses en sciences numeriques et notamment en machine learning (apprentissage automatique), qui travaillent sur les sciences du climat. Son but est de développer des outils théoriques et numériques novateurs pour dépasser les limites scientifiques actuelles. Les approches de physique statistique, modélisation de la turbulence, mathématiques ou encore d’apprentissage automatique, permettront d’approfondir la compréhension des mécanismes fondamentaux, d'améliorer les modèles, et mieux prédire les événements climatiques extrêmes pour réduire les incertitudes sur les impacts du changement climatique. Ce GDR a une vocation fortement interdisciplinaire et implique les chercheurs de plusieurs instituts du CNRS, de nombreux autres organismes français et d’entreprises.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du GDR Technologies quantiques (TeQ) est de rassembler la communauté française multidisciplinaire dont les activités de recherche relèvent du spectre large des technologies quantiques, allant de la physique à l'informatique, aux mathématiques ou à la chimie. Ce GDR englobe tous les différents types de support physique à l'information quantique, tels que les photons, les atomes et ions piégés, les boîtes quantiques et les défauts ponctuels à l'état solide, les circuits supraconducteurs, les systèmes quantiques hybrides... Son périmètre scientifique marie en particulier les développements théoriques et expérimentaux, incluant aussi bien des aspects très exploratoires que des aspects d'ingénierie sur des technologies matures.
COORDINATION
THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
Le GDR Ultrafast Phenomena (UP), regroupe la communauté française des expérimentateur·trice·s et théoricien·ne·s, intéressé·e·s par les phénomènes physiques aux échelles de temps ultracourts (attoseconde, femtoseconde, picoseconde). Le GDR s’intéresse aux phénomènes de dynamique de charges, de vibrations, de transfert d’énergie, de changements structuraux, de transitions de phase etc… Les systèmes étudiés concernent toutes les phases de la matière (diluée, solide, liquide, plasma), des atomes et molécules simples ou complexes, isolées ou en phase condensée, aux matériaux et objets nanométriques. La physique et le développement de sources de rayonnements secondaires ultrabrefs (UVX, THz, électrons, protons) sont également au cœur du GDR UP, renforçant l’émergence de nouvelles thématiques.
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THÉMATIQUES
COMMUNAUTÉ
La mission du groupement de recherche Science avec les XFEL (XFEL) est de fédérer la communauté française des chercheuses et chercheurs impliqués dans l’utilisation des lasers à électrons libres (FEL) émettant dans le domaine des rayons X. À l’interface de la physique, de la chimie, de la biologie et des sciences de l'univers, le GDR XFEL vise à partager les savoir-faire et à maintenir la communauté à jour sur l’évolution rapide des possibilités dans les XFELs. Pour consolider et élargir la communauté française d’utilisateurs de ces instruments, le GDR XFEL propose également un accompagnement structurant aux chercheurs débutants.
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