Des matériaux pour l’avenir : Nouvelles (vitro-)céramiques

Le développement de nouveaux matériaux est étroitement lié aux évolutions de la société. Afin de relever les nombreux défis technologiques actuels, tels que le stockage et la conservation de l'énergie, de nouvelles compositions et structures cristallines sont aujourd’hui nécessaires. Mais derrière cette simple assertion se cache un défi de taille : en effet, il est très difficile d'identifier et d'isoler de tels matériaux inconnus ! Les dernières années ont vu des développements majeurs dans les méthodes expérimentales qui facilitent cette tâche, et l'essor des méthodes de calcul et de « IA » commence à avoir un impact sur le domaine. Nous examinerons ici comment ce défi est affronté aujourd'hui et dans un avenir proche. Nous verrons, à travers nos activités au CEMHTI, qu’il est possible d’innover en utilisant des méthodologies de prédiction et de synthèse hors-équilibre qui permettent de cibler des compositions a priori et d'accéder à de nouveaux matériaux avec une meilleure efficacité. En parallèle, le développement des techniques de caractérisation permet de décrire de plus en plus finement la structure multi-échelle des matériaux, depuis leur microstructure jusqu’à leur organisation atomique. Ces progrès, notamment l’accès aux phénomènes d’ordre et de désordre, permettent une meilleure compréhension des propriétés fonctionnelles associées et d’orienter leur optimisation.