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Nicola Spaldin: «Les matériaux multiferroïques pourraient être une révolution pour l’électronique»

Nicola Spaldin reçoit ce jeudi 7 novembre le Prix Marcel Benoist, considéré comme le "Nobel suisse" | Fondation Marcel Benoist

Depuis 1920, année de la création du Prix Marcel Benoist, Nicola Spaldin n’est que la deuxième femme à se voir récompensée par cette distinction parfois aussi appelée «Nobel suisse», puisque dix de ses lauréats ont ensuite reçu la récompense scientifique suprême. Elle reçoit son prix ce 7 novembre à Berne des mains du Conseiller fédéral Guy Parmelin, président de la fondation éponyme.

Professeure en théorie des matériaux à l’ETH de Zurich, cette Anglaise, diplômée de l’Université de Cambridge et qui a poursuivi l’essentiel de sa carrière scientifique aux Etats-Unis, s’est installée en Suisse en 2011. Dans cet interview, elle évoque son domaine de recherche annoncé comme révolutionnaire pour l’électronique de demain, mais aussi la place des femmes dans la science ou l’importance du maintien des liens scientifiques avec l’Union européenne.

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Battre le record de vitesse sur l'eau sans moteur (121 km/h): le pari fou de trois ingénieurs de l'EPFL

Le SP80 sera tracté par un kite pour atteindre jusqu'à 150 km/h | SP80

Battre le record du monde de vitesse sur l’eau avec un engin non-motorisé: c’est le projet un peu fou, nommé SP80, qu’ont lancé trois ingénieurs de l’EPFL. Leur embarcation, qui ressemble à un avion flottant tracté par une voile de kite, est pensée pour atteindre les 80 nœuds marins, soit près de 150 km/h!

Pourquoi c’est fou. Le record actuel est de 65,45 nœuds ou 121,1 km/h (en moyenne sur une distance de 500 mètres). Aller plus vite nécessite de repenser voire dépasser la technologie qui a permis d’atteindre cette haute vitesse. Un pari que les trois amis espèrent remporter en ressortant des planches à dessin des constructeurs de navires des concepts datant du siècle passé, et en les optimisant.

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Des cristaux extra-légers pour amortir les ondes sonores

Une équipe de chercheurs acoustiques de l'Institut fédéral d’essai des matériaux et de recherche (EMPA) est parvenu à construire des structures cristallines macroscopiques qui utilisent la rotation interne pour atténuer la propagation des ondes sonores. Cette méthode permet de fabriquer des matériaux très légers et rigides qui peuvent aussi «avaler» particulièrement bien les basses fréquences, décrivent les auteurs dans la revue Nature Communications.

Pourquoi c’est intéressant. Les scientifiques espèrent que ces cristaux transparents puissent servir aux architectes et aux designers d'intérieur. L’«astuce physique» qu’ils contiennent permet de produire des matériaux de construction rigides avec une forme stable qui isolent très bien le son et peuvent être jusqu'à 100 fois plus légers que les matériaux isolants phononiques ayant le même effet.

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La théoricienne des matériaux Nicola Spaldin reçoit le Prix Marcel Benoist

Nicola Spaldin, la lauréate 2019 du Prix Marcel Benoist. | Gaetan Bally / Keystone

La professeure de théorie des matériaux à l’EPFZ Nicola Spaldin est la lauréate 2019 du Prix scientifique suisse Marcel Benoist. La récompense distingue ses recherches sur les matériaux multiferroïques. Elle lui sera remise le 7 novembre prochain à Berne.

Les détails. Les multiferroïques sont une nouvelle classe de matériaux qui réagissent aussi bien à des champs magnétiques qu’électriques. Ils pourraient notamment remplacer le silicium dans les puces d’ordinateurs. Les organisateurs du Prix Marcel Benoist soulignent que les travaux de Nicola Spaldin ont dynamisé les recherches dans ce domaine et qu’ils permettront de développer des appareils électroniques à l’architecture entièrement nouvelle et dotés d’une meilleure efficacité énergétique.

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Une petite révolution dans le monde de la métallurgie accélère la mise au point d'alliages

Engrenage en verre métallique. Ce matériau est testé par la Nasa pour les robots destinés à explorer des astres glacés | Nasa JPL - Caltech

Des chercheurs de l’Institut de physique de l’Académie chinoise des sciences de Pékin ont développé une technique originale pour mettre au point de nouveaux alliages métalliques. Elle leur a permis de créer un verre métallique à base d’iridium, de nickel et de tantale, qui conserve ses propriétés mécaniques à haute température.

Pourquoi c’est important. La voie traditionnelle consiste à peser et fondre de petites quantités de métaux différents, puis à les mélanger, avant de tester les propriétés de l’alliage jusqu’à trouver celui qui présente les caractéristiques recherchées. Une méthode d’essai-erreur fastidieuse puisqu’il faut refaire ces opérations des centaines de fois en changeant les proportions. La technique mise au point à Pékin permet de fabriquer plus d’un millier d’alliages à la fois. C’est une petite révolution!

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Sur les plages d’Hiroshima, des grains témoignent de l’horreur de l’explosion nucléaire

Hiroshima après l'explosion | U.S. Navy Public Affairs Resources

Découverts par hasard sur des plages au Japon, de petits débris s’avèrent être des matériaux formés et retombés lors l’explosion de la bombe atomique sur Hiroshima, le 6 août 1945.

Pourquoi c’est important. Beaucoup d’études ont été faites sur les retombées radioactives du bombardement nucléaire d’Hiroshima. Mais c’est la première fois que des matériaux, de petits grains aux formes multiples, sont identifiés. Ils proviennent très vraisemblablement de la ville elle-même, qui a été vaporisée par l’extrême chaleur de l’explosion nucléaire.

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«J’avais étudié des centaines d’échantillons de sable et jamais rien observé de pareil»

Une plage de l'île de Miyajima, non loin d'un lieu de prélèvement de sable contenant des débris de l'explosion d'Hiroshima | そらみみ - Creative Commons

Installé en Suisse, le géologue Mario Wannier raconte comment il est parvenu, avec ses collègues, à déterminer que des échantillons de sable de la région d’Hiroshima contiennent des débris de la ville pulvérisée en 1945 par une bombe atomique.

Pourquoi c’est important. Cette découverte fortuite, née de la passion de Mario Wannier pour l’étude du sable des plages d’Asie, confirme à quel point on connaît mal ce qui se passe au sol quand une bombe atomique explose.