(PMM) Physique des Molécules et Matériaux
Physics of Molecules and Materials est un parcours de deux ans du Master de Physique Fondamentale et Applications avec possibilité d'entrée en première et deuxième année. Il est destiné à des étudiants formés en physique fondamentale ou physique-chimie. Le master a vocation à former les étudiants dans un contexte scientifique international, il est donc enseigné en anglais et ouvert à des étudiants de tous horizons.
Objectifs de la formation
Le parcours Physics of Molecules and Materials du Master Physique Fondamentale et Applications a pour objectif de former des physiciens en capacité d'affronter les grandes questions scientifiques du XXIᵉ siècle, de problématiques concrètes et appliquées telles que la conception de nouveaux matériaux pour l'industrie de demain, plus compatibles avec les enjeux environnementaux et énergétiques de notre époque ; à des questions fondamentales comme le comportement de la matière au sein des planètes et atmosphères, des méthodes de calcul à l'échelle atomique ou l'utilisation des grands instruments de recherche internationale.
La formation se repose sur les compétences issues de laboratoires du département de physique : UMET (Unité Matériaux et Transformations), PhLAM (Laboratoire de Physique des Lasers, Atomes et Molécules), IEMN (Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie) et LOA (Laboratoire d'Optique Atmosphérique).
Les enseignements première année sont partagés en partie avec les parcours (QPT) Technologies Quantiques et Photoniques, (A2PM) Physique Avancée des Matériaux Pharmaceutique, et l'Erasmus Mundus BIOPHAM. En seconde année, les enseignements sont partagés en partie avec le parcours (A2PM) Physique Avancée des Matériaux Pharmaceutique, et l'Erasmus Mundus BIOPHAM.
Profils de recrutement
Les étudiants recherchés pour une entrée en première année seront issus d'une licence de Physique Fondamentale, d'une licence de Physique - Chimie, ou équivalent. Nous acceptons, aussi, des inscriptions directes en deuxième année pour des étudiants pouvant justifier d'une première année de master ou d'une quatrième année de formation d'étude supérieures.
Les procédures d'inscriptions dépendent de votre origine et sont décrites dans les pages dédiées aux inscriptions en première année et aux inscriptions en deuxième année.
Science de solutions - Science de découvertes
La formation répond à deux besoins :
- la recherche de solutions, reposant sur les dernières avancées en sciences de la matière, et des étudiants qui pourront ainsi développer et exploiter de nouveaux matériaux, les dernières méthodes d'analyses, et les outils analytiques pour affronter les problématiques sociétales aujourd'hui (transition énergétique, sobriété, recyclage, etc) sous l'angle de la physique des matériaux ;
- la recherche de découvertes, avec des étudiants qui pourront se reposer sur leur formation pour comprendre le devenir de la matière dans de divers environnements et conditions, du cœur d'un métal soumis aux hautes températures ou sollicitations mécaniques, aux polymères, matériaux pharmaceutiques, et jusqu'à l'intérieur des planètes ou leur atmosphère.
Ces deux éléments sont imbriqués et reposent sur des compétences scientifiques identiques ou complémentaires qui seront abordées conjointement dans le programme.
Méthodes et outils analytiques
Dans leur cursus, les étudiants auront l'opportunité de se former
- à l'usage de méthodes de caractérisation avancées de spectroscopies et diffractions, sur des instruments de haut niveau tels que les microscopes électroniques à balayage et en transmission de la Plateforme de Microscopie Electronique de Lille ;
- à analyser les données issues d'expériences sur de grands instruments de recherche ou des accélérateurs (le synchrotron SOLEIL par exemple) ;
- sans oublier le parc d'instruments des laboratoires partenaires.
Ils seront aussi amenés à se former à des méthodes numériques de modélisation de la matière, telles que
- la dynamique moléculaire ;
- les calculs par la méthode de Hartree-Fock ;
- ou en encore de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT).
International
Le parcours fait partie du Graduate Program Materiaux pour un futur durable / Materials for a Sustainable Futur de l'Université de Lille qui vise à former des scientifiques prêts à relever les principaux défis liés aux transitions en cours à travers la science des matériaux. Il est aussi associé au programme Erasmus Mundus BIOPHAM qui offre une formation en science des matériaux dédiés à des applications pharmaceutiques et avec lequel il partage environ 50 % de ses enseignements.
Afin d'accueillir des étudiants de tous horizons et préparer les étudiants à travailler dans un contexte européen et international, la langue d'enseignement est l'anglais. Les enseignants sont francophones et en mesure de répondre aux questions et interagir en français, mais les cours sont donnés en anglais.
Les compétences acquises à l’issue du master
Les étudiants du parcours Physics of Molecules and Materials deviendront des experts d'une approche physique de la science des matériaux et des molécules, avec des enseignements de thermodynamique avancée, de physique des solides, de leurs propriétés mécaniques, et de physique atomique et moléculaire. Les applications visées concernent divers domaines telles que les matériaux métalliques, céramiques, polymères, architecturés, à l'échelle nanométrique, ou encore des molécules à l'état dilué dans l'atmosphère ou l'espace interstellaire.
Ils seront formés à des méthodes de caractérisation avancées telles que la diffraction des rayons X, la microscopie électronique ou les spectroscopies. Ils seront aussi formés aux possibilités ouvertes pour l'étude des propriétés de la matière et des molécules par les méthodes de télédétection par satellite ou autres outils, ou encore l'utilisation de grands instruments et accélérateurs tels que les synchrotrons ou lasers à électrons libres.
La formation inclut aussi des aspects de sciences du numérique. La première année propose des enseignements généralistes tels que la présentation de l'intelligence artificielle et de l'apprentissage automatique et leurs usages pour la physique. Sur les deux années, les étudiants sont aussi formés aux méthodes numériques spécifiques aux sciences des matériaux et molécules telles que les calculs de dynamique moléculaire ou ceux basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT, sigle pour Density Functional Theory).
Enfin, les étudiants auront l'occasion de travailler leurs compétences générales, de communication, et de travail dans un contexte professionnel, avec des enseignements de langue, des enseignements spécialisés en mode projet incluant des présentations orales et par poster, et des stages de longue durée.
Ils seront ainsi préparés à des études doctorales ainsi qu'à des carrières en recherche et développement dans l'industrie ou dans le secteur public.
Programme
Le master est organisé en 2 années et 4 semestres de 30 crédits chacun avec des enseignements et stages de septembre à juin ou juillet, pour un total de 120 crédits ECTS. Afin d'accueillir des étudiants de tous horizons et préparer les étudiants à travailler dans un contexte européen et international, la langue d'enseignement est l'anglais. Les enseignants sont en grande majorité francophones et en mesure de répondre aux questions et interagir en français, mais les cours sont donnés en anglais.
Les enseignements sont structurés en 3 blocs de compétences et connaissances (BCC) décrits ci-dessous.
Les blocs de connaissances et de compétences (BCC)
Année 1 – Semestre S1
-
IA et méthodes computationnelles avancées en physique – 3 ECTS
Explorer les liens entre l'IA, l'apprentissage automatique et la physique. Acquérir une expérience pratique des techniques et applications de pointe adaptées au monde de la physique. -
Modélisation à l'échelle atomique I – 3 ECTS
Découvrez les techniques de simulation telles que la dynamique moléculaire et les simulatione enMonte Carlo pour prédire et concevoir les propriétés de la matière à l'échelle atomique. -
États de la matière et introduction à la science des matériaux – 3 ECTS
Découverte des différentes familles de matériaux (métaux et alliages, céramiques, polymères), leurs propriétés, leurs microstructures, et champs d'application.
Année 1 – Semestre S2
-
Satellites et télédétection – 3 ECTS
Maîtrisez les principes et les applications de la télédétection et de la technologie satellitaire, de la surveillance environnementale à la recherche de pointe. -
Transfert radiatif et interactions rayonnement-matière – 3 ECTS
Application des principes des interactions rayonnement-matière dans le contexte des études atmosphériques et autre applications en physique. -
Grandes infrastructures de recherche – 3 ECTS
Ce cours vise à introduire les principes, le fonctionnement et les applications des principales très grandes infrastructures de recherche (TGIR) utilisées dans la recherche fondamentale et appliquée: synchrotrons, accélérateurs, interféromètres, etc.
Année 2 – Semestre S3
-
Propriétés structuralles de la matière : microscopie électronique et diffraction – 3 ECTS
Caractériser l'état des matériaux à l'échelle cristalline et nanométrique à l'aide de méthodes expérimentales avancées telles que les microscopes électroniques à balayage et à transmission, et la diffraction des rayons X -
Modélisation à l'échelle atomique II – 3 ECTS
Introduction aux méthodes quantiques utilisées pour calculer les structures électroniques et propriétés physiques des systèmes moléculaires, des molécules isolées, et des solides. -
Spectroscopie avancée des systèmes moléculaires : de la phase gazeuse à la matière condensée (ASMS) – 3 ECTS
Ce cours vise à présenter les principes fondamentaux de la caractérisation en physique moléculaire par spectroscopie optique (vibrationnelle, rotationnelle) et neutronique, ainsi que par des techniques diélectriques.
Année 1 – Semestre S1
- Langue étrangère (français ou anglais) – 3 ECTS
Améliorez vos compétences en communication dans une langue étrangère - Programme gradué – 3 ECTS
Sujets d'actualité et compétences professionnelles dans le cadre du programme gradué « Matériaux pour un avenir durable » de l'Université de Lille. - Formations encadrées – 3 ECTS
Approfondissement de sujets en physique à partir de la littérature scientifique. Développement de compétences en matière d'enseignement et de présentation devant les pairs.
Année 1 – Semestre S2
- Formations encadrées – 3 ECTS
Approfondissement de sujets en physique à partir de la littérature scientifique. Développement de compétences en matière d'enseignement et de présentation devant les pairs. - Projet expérimental – 3 ECTS
Développer l'autonomie, la rigueur scientifique et les compétences techniques des étudiants à travers la réalisation d'un projet expérimental en binôme. Appliquer les connaissances théoriques acquises jusqu'à présent pour résoudre un problème concret. - Stage – 6 ECTS
Une expérience de deux mois dans un environnement professionnel.
Année 2 – Semestre S3
- Langue étrangère (français ou anglais) – 3 ECTS
Améliorez vos compétences en communication dans une langue étrangère - Spécialité (choix de 3 parmi 5 – 2 ECTS chacun):
- Matériaux sous conditions extrêmes : les états de la matière sous pression et température extrêmes, avec des applications dans les sciences de la matière condensée, des matériaux et de la structure interne des planètes.
- Métaux et alliages : découvrez les éléments de la recherche en métallurgie physique, de la recherche fondamentale aux applications concrètes.
- Polymères : comprendre et modéliser les relations entre la structure et les propriétés des matériaux polymères. Méthodes de synthèse et de caractérisation. Comment sélectionner le polymère en fonction des propriétés d'utilisation souhaitées.
- Cristallographie mathématique : formalisme mathématique pour découvrir les relations entre les plans et les directions, les opérations de symétrie, les transformations de coordonnées et les conversions de l'espace direct à l'espace réciproque.
- Instrumentation en spectroscopie : principes fondamentaux de la spectroscopie, instrumentation et relations avec le domaine concerné (sciences de l'environnement, astrophysique, énergie, santé humaine, conception de médicaments, physique fondamentale, etc.).
Année 2 – Semestre S4
- Stage – 30 ECTS
Une expérience de cinq à six mois dans un environnement professionnel.
Année 1 – Semestre S1
- Mécanique des milieux continus – 3 ECTS
Introduction aux principes de contrainte, déformation, élasticité anisotrope et isotrope avec des applications couvrant un large domaine lié au comportement mécanique des matériaux. - Physique statistique et phénomènes critiques – 3 ECTS
Concepts fondamentaux de la physique statistique, axés sur les statistiques de Bose-Einstein et de Fermi-Dirac, les transitions de phase, les phénomènes critiques et le groupe de renormalisation. - Matière condensée I – Électrons – 3 ECTS
Notions de base sur les propriétés électroniques en physique des solides, couvrant les propriétés d'équilibre et de transport des solides cristallins, du modèle de Sommerfeld aux semi-conducteurs. - Physique atomique – 3 ECTS
Explorer la description quantique mécanique des atomes à un ou plusieurs électrons, approfondir la compréhension de la structure du tableau périodique et étudier comment les atomes interagissent avec la lumière et comment leurs spectres fournissent des informations sur ces systèmes.
Année 1 – Semestre S2
- Matière condensée II – Phonons – 3 ECTS
Exploration des propriétés vibrationnelles des solides cristallins, depuis les symétries des réseaux cristallins et la dispersion des phonons jusqu'au comportement thermodynamique. Il fournit les outils fondamentaux pour comprendre la capacité thermique, le transport thermique et la nature quantique des vibrations des réseaux cristallins dans la matière condensée. - Principes fondamentaux de la spectroscopie moléculaire – 3 ECTS
Acquérir une solide compréhension des principes de la mécanique quantique qui sous-tendent la spectroscopie moléculaire, en mettant l'accent sur les transitions rotationnelles et vibrationnelles et le rôle de la symétrie dans la détermination de l'activité spectroscopique. - Microstructures et défauts dans les matériaux – 3 ECTS
Comment les grains, les défauts et autres éléments microstructuraux contrôlent les propriétés physiques des matériaux.
Année 2 – Semestre S3
- Thermodynamique avancée et transformations de phase – 3 ECTS
Ce cours explore les principes régissant les états physiques cristallins et amorphes et leurs transformations dans divers matériaux tels que les alliages métalliques, les verres et les polymères. - Mobilité moléculaire et état amorphe de la matière – 3 ECTS
Ce cours présente les caractéristiques des mouvements moléculaires observés dans les matériaux amorphes à l'état surfondu et vitreux, ainsi que la dépendance de ces dynamiques à la température. - De la macro à la nanophysique – 3 ECTS
Introduction à la physique des nanomatériaux et présentation de la modification des propriétés optiques, électromagnétiques, thermiques et mécaniques à l'échelle macroscopique et nanométrique. - Plasticité des matériaux – 3 ECTS
Bases physiques de la plasticité des solides cristallins, des mécanismes élémentaires au comportement plastique dans diverses conditions.
Syllabus
Vous trouverez le détail des contenus des enseignements dans le syllabus détaillé suivant.
Enseignements de première année
La première année est divisée en deux semestres, avec des enseignements
- de septembre à décembre pour le premier semestre ;
- de janvier à fin avril pour le second semestre ;
- un stage de deux mois en mai et juin (pouvant être prolongé en juillet et août).
Le programme repose sur des enseignements traditionnels sous forme de cours et de travaux dirigés, des enseignements par projet, et de travaux pratiques, à la fois numériques et instrumentaux.
Les enseignements sont en partie mutualisés avec les parcours Quantum and Photonic Technologies (QPT), Advanced Physics of Pharmaceutical Materials (A2PM), et le parcours Erasmus Mundus BIOPHAM.
Le détail des enseignements de chaque semestre et leur répartition en blocs de compétences et connaissances et unités d'enseignements sont décrits ci-dessous.
Liste des cours (année 1)
BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés – 9 ECTS
-
IA et méthodes computationnelles avancées en physique – 3 ECTS
Explorer les liens entre l'IA, l'apprentissage automatique et la physique. Acquérir une expérience pratique des techniques et applications de pointe adaptées au monde de la physique. -
Modélisation à l'échelle atomique I – 3 ECTS
Découvrez les techniques de simulation telles que la dynamique moléculaire et les simulatione enMonte Carlo pour prédire et concevoir les propriétés de la matière à l'échelle atomique. -
États de la matière et introduction à la science des matériaux – 3 ECTS
Découverte des différentes familles de matériaux (métaux et alliages, céramiques, polymères), leurs propriétés, leurs microstructures, et champs d'application.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 9 ECTS
- Langue étrangère (français ou anglais) – 3 ECTS
Améliorez vos compétences en communication dans une langue étrangère - Programme gradué – 3 ECTS
Sujets d'actualité et compétences professionnelles dans le cadre du programme gradué « Matériaux pour un avenir durable » de l'Université de Lille. - Formations encadrées – 3 ECTS
Approfondissement de sujets en physique à partir de la littérature scientifique. Développement de compétences en matière d'enseignement et de présentation devant les pairs.
BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale – 12 ECTS
- Mécanique des milieux continus – 3 ECTS
Introduction aux principes de contrainte, déformation, élasticité anisotrope et isotrope avec des applications couvrant un large domaine lié au comportement mécanique des matériaux. - Physique statistique et phénomènes critiques – 3 ECTS
Concepts fondamentaux de la physique statistique, axés sur les statistiques de Bose-Einstein et de Fermi-Dirac, les transitions de phase, les phénomènes critiques et le groupe de renormalisation. - Matière condensée I – Électrons – 3 ECTS
Notions de base sur les propriétés électroniques en physique des solides, couvrant les propriétés d'équilibre et de transport des solides cristallins, du modèle de Sommerfeld aux semi-conducteurs. - Physique atomique – 3 ECTS
Explorer la description quantique mécanique des atomes à un ou plusieurs électrons, approfondir la compréhension de la structure du tableau périodique et étudier comment les atomes interagissent avec la lumière et comment leurs spectres fournissent des informations sur ces systèmes.
BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés – 9 ECTS
-
Satellites et télédétection – 3 ECTS
Maîtrisez les principes et les applications de la télédétection et de la technologie satellitaire, de la surveillance environnementale à la recherche de pointe. -
Transfert radiatif et interactions rayonnement-matière – 3 ECTS
Application des principes des interactions rayonnement-matière dans le contexte des études atmosphériques et autre applications en physique. -
Grandes infrastructures de recherche – 3 ECTS
Ce cours vise à introduire les principes, le fonctionnement et les applications des principales très grandes infrastructures de recherche (TGIR) utilisées dans la recherche fondamentale et appliquée: synchrotrons, accélérateurs, interféromètres, etc.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 12 ECTS
- Formations encadrées – 3 ECTS
Approfondissement de sujets en physique à partir de la littérature scientifique. Développement de compétences en matière d'enseignement et de présentation devant les pairs. - Projet expérimental – 3 ECTS
Développer l'autonomie, la rigueur scientifique et les compétences techniques des étudiants à travers la réalisation d'un projet expérimental en binôme. Appliquer les connaissances théoriques acquises jusqu'à présent pour résoudre un problème concret. - Stage – 6 ECTS
Une expérience de deux mois dans un environnement professionnel.
BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale – 9 ECTS
- Matière condensée II – Phonons – 3 ECTS
Exploration des propriétés vibrationnelles des solides cristallins, depuis les symétries des réseaux cristallins et la dispersion des phonons jusqu'au comportement thermodynamique. Il fournit les outils fondamentaux pour comprendre la capacité thermique, le transport thermique et la nature quantique des vibrations des réseaux cristallins dans la matière condensée. - Principes fondamentaux de la spectroscopie moléculaire – 3 ECTS
Acquérir une solide compréhension des principes de la mécanique quantique qui sous-tendent la spectroscopie moléculaire, en mettant l'accent sur les transitions rotationnelles et vibrationnelles et le rôle de la symétrie dans la détermination de l'activité spectroscopique. - Microstructures et défauts dans les matériaux – 3 ECTS
Comment les grains, les défauts et autres éléments microstructuraux contrôlent les propriétés physiques des matériaux.
Syllabus
Vous trouverez le détail des contenus des enseignements dans le syllabus détaillé suivant.
Enseignements de deuxième année
La deuxième année est divisée en deux semestres, avec
- des enseignements de septembre à janvier ;
- un stage de cinq mois débutant fin janvier et finissant fin juin (qui peut être prolongé en juillet et août, mais ne pouvant excéder 6 mois).
Comme en première année, le programme repose sur des enseignements traditionnels sous forme de cours et de travaux dirigés, des enseignements par projet, et travaux pratiques, à la fois numériques et instrumentaux. Les étudiants ont aussi l'occasion de travailler directement sur des appareils de recherche, comme des spectromètres et des microscopes électroniques.
Certains enseignements sont mutualisés avec les parcours Advanced Physics of Pharmaceutical Materials (A2PM), et le parcours Erasmus Mundus BIOPHAM.
Le détail des enseignements de chaque semestre et leur répartition en blocs de compétences et connaissances et unités d'enseignements sont décrits ci-dessous.
Liste des cours (année 2)
BCC1 : Mettre en œuvre des outils et des démarches de physique fondamentale pour produire des savoirs hautement spécialisés – 9 ECTS
-
Propriétés structuralles de la matière : microscopie électronique et diffraction – 3 ECTS
Caractériser l'état des matériaux à l'échelle cristalline et nanométrique à l'aide de méthodes expérimentales avancées telles que les microscopes électroniques à balayage et à transmission, et la diffraction des rayons X -
Modélisation à l'échelle atomique II – 3 ECTS
Introduction aux méthodes quantiques utilisées pour calculer les structures électroniques et propriétés physiques des systèmes moléculaires, des molécules isolées, et des solides. -
Spectroscopie avancée des systèmes moléculaires : de la phase gazeuse à la matière condensée (ASMS) – 3 ECTS
Ce cours vise à présenter les principes fondamentaux de la caractérisation en physique moléculaire par spectroscopie optique (vibrationnelle, rotationnelle) et neutronique, ainsi que par des techniques diélectriques.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 9 ECTS
- Langue étrangère (français ou anglais) – 3 ECTS
Améliorez vos compétences en communication dans une langue étrangère - Spécialité (choix de 3 parmi 5 – 2 ECTS chacun):
- Matériaux sous conditions extrêmes : les états de la matière sous pression et température extrêmes, avec des applications dans les sciences de la matière condensée, des matériaux et de la structure interne des planètes.
- Métaux et alliages : découvrez les éléments de la recherche en métallurgie physique, de la recherche fondamentale aux applications concrètes.
- Polymères : comprendre et modéliser les relations entre la structure et les propriétés des matériaux polymères. Méthodes de synthèse et de caractérisation. Comment sélectionner le polymère en fonction des propriétés d'utilisation souhaitées.
- Cristallographie mathématique : formalisme mathématique pour découvrir les relations entre les plans et les directions, les opérations de symétrie, les transformations de coordonnées et les conversions de l'espace direct à l'espace réciproque.
- Instrumentation en spectroscopie : principes fondamentaux de la spectroscopie, instrumentation et relations avec le domaine concerné (sciences de l'environnement, astrophysique, énergie, santé humaine, conception de médicaments, physique fondamentale, etc.).
BCC3 : Résoudre des problèmes complexes en mobilisant les concepts de la physique fondamentale – 12 ECTS
- Thermodynamique avancée et transformations de phase – 3 ECTS
Ce cours explore les principes régissant les états physiques cristallins et amorphes et leurs transformations dans divers matériaux tels que les alliages métalliques, les verres et les polymères. - Mobilité moléculaire et état amorphe de la matière – 3 ECTS
Ce cours présente les caractéristiques des mouvements moléculaires observés dans les matériaux amorphes à l'état surfondu et vitreux, ainsi que la dépendance de ces dynamiques à la température. - De la macro à la nanophysique – 3 ECTS
Introduction à la physique des nanomatériaux et présentation de la modification des propriétés optiques, électromagnétiques, thermiques et mécaniques à l'échelle macroscopique et nanométrique. - Plasticité des matériaux – 3 ECTS
Bases physiques de la plasticité des solides cristallins, des mécanismes élémentaires au comportement plastique dans diverses conditions.
BCC2 : Produire et communiquer des savoirs hautement spécialisés, y compris dans un contexte professionnel – 12 ECTS
- Stage – 30 ECTS
Une expérience de cinq à six mois dans un environnement professionnel.
Syllabus
Vous trouverez le détail des contenus des enseignements dans le syllabus détaillé suivant.
Métiers & Débouchés
Le parcours Physics of Molecules and Materials permet le Recrutement dans des laboratoires de recherche publics ou privés (de grands groupes, PME, ETI, start-up, EPIC) dans l'un des nombreux domaines couverts par le parcours. Il est possible d'entrer dans la vie active directement après l'obtention du diplôme ou après des études complémentaires et un doctorat.
Les données ci-dessous sont issues de statistiques réalisées sur environ 60 étudiants formés dans ce parcours ou ses prédécesseurs. Il permettent de se faire une idée précise et documentée du devenir des étudiants issus de la formation.
Thèses
A l'issu du master, environ 75% des étudiants passés par le master depuis 2019 continuent sur une thèse de doctorat, à Lille ou ailleurs. Les autres continuent vers un emploi direct.
Emplois et secteurs d'activité
En s'intéressant aux étudiants 5 ans ou plus après leur master (afin d'avoir des statistiques non affectées par les doctorats en cours), voici les secteurs d'activé et employeurs identifiés (sur une base de 60 étudiants) :
- académique ou de grands organismes d'état (24%) dont les employeurs sont le CNRS, les universités de Yale et de Phœnix (États-Unis), les universités de Tours et de Lille ou Grenoble INP en France, l'Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya en Indonésie, les Canadian Nuclear Laboratories, le CEA, l'Onera, ou l'Université Libre de Bruxelles ;
- industrie (41 %) : Siemens Energy, Framatome, EDF, Décathlon, Altsom, Raclot Industries, AstraZeneca, Imerys, Groupe Institut de Soudure, ITP Interpipe, Blue Capsule Technology, PPG ;
- conseil (9 %) et numérique (17 %) : Devoteam G Cloud, Sopra HR Software, Sopra Banking Software, Groupe Luminess, Axecom, Calogena, DEF, Assystem, Power Inside Data ;
- enseignement dans le secondaire : 7 % ;
- reconversion : 2 %.
Suite à leur thèse de doctorat, un certain nombre d'étudiants travaillent donc dans des activités de R&D dans de grands organismes publics (CEA, Onera, universités, etc) mais aussi privés (EDF, Framatome, Siemens, etc) quand d'autres se dirigent vers des branches de conseil ou de l'industrie numérique.
Fonctions occupées
Quelques exemples des fonctions occupées par des anciens étudiants :
- R&D Manager, Racot Industries
- Fire Satety and EcoDesign Engineer, Alstom
- Ingérnieur produits, Décathlon
- Maître de conférences, Université de Tours
- Enseignant, Education Nationale
- Clinical Trial Associate, Aquilab
- Computational research scientist, Canadian Nuclear Laboratories
- Data scientist, Siemens,
- Senior research scientist, Univ. Yale
- Cloud infrastructure architect, Devoteam
- Chargé de recherches, CNRS
- Head of physics laboratory, Indonesia
- Ingénieur d'études, Grenoble INP
- Ingénieur innovation, ITP Interpipe
- Senior scientist, Astra Zenecca
- Ingénieur systèmes, Alstom
- Consulting Engineer, Prodigyus
- Ingénieur accidents grave, Framatome
- Ingénieur, EDF
- Responsable produits, Groupe Institut Soudures
- Research Engineer, Onera
- Physics faculty, Phoenix University
- Ingénieur matériaux et modélisations, Blue capsule technology
- Ingénieur de recherches, CNRS
- Technical lead, Nuclear AMRC
- Industrial Project Manager, Imerys
Exemples de travaux de recherche
Vous trouverez, ci-dessous, des exemples de travaux publiés dans la littérature scientifique par des anciens étudiants du master. Les sujets abordés vont de la stabilité de médicaments aux météorites tout en passant pas le comportement de métaux irradiés dans un réacteur nucléaire, la synthèse de nouveaux polymères à base d'amidon, des développements de méthodes expérimentales avancées, des matériaux pour stocker le gaz et résoudre des problématiques énergétiques, ou encore les propriétés mécaniques des matériaux du manteau terrestre.
![G. F. Bouobda Moladje, R. S. Averback, P. Bellon & L. Thuinet. Convection-Induced Compositional Patterning at Grain Boundaries in Irradiated Alloys (2023) Physical Review Letters 131 056201 [doi: 10.1103/physrevlett.131.056201]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/bouodba-prl-2023.png "G. F. Bouobda Moladje et al. Convection-Induced Compositional Patterning at Grain Boundaries in Irradiated Alloys")
![E. Paccou, M. Mokhtari, C. Keller, J. Nguejio, W. Lefebvre, X. Sauvage, S. Boileau, P. Babillot, P. Bernard & E. Bauster. Investigations of powder reusing on microstructure and mechanical properties of Inconel 718 obtained by additive manufacturing (2021) Materials Science and Engineering: A 828 142113 [doi: 10.1016/j.msea.2021.142113]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/paccou-additive-manufacturing-2021.png "E. Paccou. Investigations of powder reusing on microstructure and mechanical properties of Inconel 718 obtained by additive manufacturing")
![A. Vanmarcke, L. Leroy, G. Stoclet, L. Duchatel-Crépy, J.-M. Lefebvre, N. Joly & V. Gaucher. Influence of fatty chain length and starch composition on structure and properties of fully substituted fatty acid starch esters (2017) Carbohydrate Polymers 164 249-257 [doi: 10.1016/j.carbpol.2017.02.013]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/vanmarcke-Carbohydrate-Polymers-2017.png "A. Vanmarcke. Influence of fatty chain length and starch composition on structure and properties of fully substituted fatty acid starch esters")
![H. Ginestet, R. J. Husband, N. Jaisle, E. Edmund, Z. Konôpková, C. Strohm, M. S. Anae, D. Antonangeli, K. Appel, O. B. Ball, M. Baron, S. Boccato, K. Buakor, J. Chantel, H. Cynn, A. P. Dwivedi, H. Graafsma, E. Koemets, T. Laurus, H. Marquardt, B. Massani, J. D. McHardy, M. I. McMahon, V. Prakapenka, J. Sztuk-Dambietz, M. Tang, T. Xie, Z. Younes, U. Zastrau, A. F. Goncharov, C. Prescher, A. Dewaele, R. S. McWilliams, G. Morard & S. Merkel. Metrology for femtosecond pulsed x-ray heating in diamond anvil cell experiments at the European XFEL: Revisiting the iron phase diagram up to 150 GPa (2026) J. Appl. Phys. 139 045901 [doi: 10.1063/5.0303953]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/ginestet-jap-2026.png "H. Ginestet et al. Metrology for femtosecond pulsed x-ray heating in diamond anvil cell experiments at the European XFEL: Revisiting the iron phase diagram up to 150 GPa")
![A. Lambrecht, C. Massobrio, M. Boero, G. Ori & E. Martin. Atomic structure of amorphous SiN: Combining Car–Parrinello and Born–Oppenheimer first-principles molecular dynamics (2022) Computational Materials Science 211 111555 [doi: 10.1016/j.commatsci.2022.111555]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/lambrech-cms-2022.png "A. Lambrecht et al. Atomic structure of amorphous SiN: Combining Car–Parrinello and Born–Oppenheimer first-principles molecular dynamics")
![J. Gallet, M. Perez, R. Guillou, C. Ernould, C. Le Bourlot, C. Langlois, B. Beausir, E. Bouzy, T. Chaise & S. Cazottes. Experimental measurement of dislocation density in metallic materials: A quantitative comparison between measurements techniques (XRD, R-ECCI, HR-EBSD, TEM) (2023) Materials Characterization 199 112842 [doi: 10.1016/j.matchar.2023.112842]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/gallet-Materials_Characterization-2023.png "J. Gallet. Experimental measurement of dislocation density in metallic materials: A quantitative comparison between measurements techniques (XRD, R-ECCI, HR-EBSD, TEM)")
![H. Therssen, L. Catala, S. Mazérat, T. Mallah, D. Vuillaume, T. Mélin & S. Lenfant. Electronic properties of single Prussian Blue Analog nanocrystals determined by conductive-AFM (2023) Nanoscale 15 19128-19138 [doi: 10.1039/d3nr04542k]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/Therssen-Nanoscale-2023.png "H. Therssen. Electronic properties of single Prussian Blue Analog nanocrystals determined by conductive-AFM")
![V. Delbecq, P. Carrez & P. Cordier. Rheological properties of Mg2SiO4 glass: A molecular dynamics study (2023) Journal of Non-Crystalline Solids 619 122572 [doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2023.122572]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/delbecq-Journal_of_Non-Crystalline_Solids-2023.png "V. Delbecq et al. Rheological properties of Mg2SiO4 glass: A molecular dynamics study")
![P. Cuvillier, H. Leroux, D. Jacob & P. Hirel. Fe‐Mg interdiffusion profiles in rimmed forsterite grains in the Allende matrix: Time–temperature constraints for the parent body metamorphism (2015) Meteoritics & Planetary Science 50 1529-1545 [doi: 10.1111/maps.12493]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/cuvillier-meteoritics-2015.png "P. Cuvillier. Fe‐Mg interdiffusion profiles in rimmed forsterite grains in the Allende matrix: Time–temperature constraints for the parent body metamorphism")
![B. Malfait, N. Correia, A. Mussi, L. Paccou, Y. Guinet & A. Hédoux. Solid-state loading of organic molecular materials within mesoporous silica matrix: Application to ibuprofen (2019) Microporous and Mesoporous Materials 277 203-207 [doi: 10.1016/j.micromeso.2018.10.022]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/malfait-Microporous-and-Mesoporous-Materials-2019.png "B. Malfait et al. Solid-state loading of organic molecular materials within mesoporous silica matrix: Application to Ibuprofen")
![A. Kraych, P. Carrez & P. Cordier. On dislocation glide in MgSiO 3 bridgmanite at high-pressure and high-temperature (2016) Earth Planet. Sci. Lett. 452 60-68 [doi: 10.1016/j.epsl.2016.07.035]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/kraych-EPSL-2016.png "A. Kraych et al. On dislocation glide in MgSiO3 bridgmanite at high-pressure and high-temperature")
![L. Thomas, T. Hannotte, C. N. Santos, B. Walter, M. Lavancier, S. Eliet, M. Faucher, J.-F. Lampin & R. Peretti. Imaging of THz Photonic Modes by Scattering Scanning Near-Field Optical Microscopy (2022) ACS Applied Materials & Interfaces 14 32608-32617 [doi: 10.1021/acsami.2c01871]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/thomas-nearfieldmicroscopy-2022.png "L. Thomas et al. Imaging of THz Photonic Modes by Scattering Scanning Near-Field Optical Microscopy")
![V. Meko Fotso, A. Patt, A. Desmedt, S. Picaud, L. Martin-Gondre. DFT investigation of xenon clathrate hydrates: Thermodynamic properties and structural insights (2026) Computational Materials Science 269 114728 [doi: 10.1016/j.commatsci.2026.114728]](/fileadmin/user_upload/master-physique/PMM/meko-fotso-JCPM-2026.png "V. Meko Fotso et al. DFT investigation of xenon clathrate hydrates: Thermodynamic properties and structural insights")
![H. Therssen, L. Catala, S. Mazérat, T. Mallah, D. Vuillaume, T. Mélin & S. Lenfant. Electronic properties of single Prussian Blue Analog nanocrystals determined by conductive-AFM (2023) Nanoscale 15 19128-19138 [doi: 10.1039/d3nr04542k]](/fileadmin/_processed_/7/e/csm_Therssen-Nanoscale-2023_e1027c7786.png)
Les nanocristaux d’analogue du bleu de Prusse sont des nano-objets à la frontière entre les molécules et les matériaux massifs ; ils possèdent des propriétés moléculaires pouvant être exploitées pour diverses applications, telles que les matériaux de stockage de gaz dans le domaine de l’énergie, les propriétés magnétiques pour le stockage de l’information, les capteurs électrochimiques et biocapteurs, la catalyse, la dépollution environnementale ou encore les applications biomédicales. Ce travail consiste en une étude des propriétés de transport d’électrons à l’échelle nanométrique de nanocristaux cubiques individuels d’analogue du bleu de Prusse. Les valeurs de conductivité mesurées sur des nanocristaux individuels sont jusqu’à cinquante fois supérieures à celles rapportées pour les films de PBA.
Publication complète : H. Therssen, L. Catala, S. Mazérat, T. Mallah, D. Vuillaume, T. Mélin & S. Lenfant. Electronic properties of single Prussian Blue Analog nanocrystals determined by conductive-AFM (2023) Nanoscale 15 19128-19138 [doi: 10.1039/d3nr04542k]
![B. Malfait, N. Correia, A. Mussi, L. Paccou, Y. Guinet & A. Hédoux. Solid-state loading of organic molecular materials within mesoporous silica matrix: Application to ibuprofen (2019) Microporous and Mesoporous Materials 277 203-207 [doi: 10.1016/j.micromeso.2018.10.022]](/fileadmin/_processed_/e/4/csm_malfait-Microporous-and-Mesoporous-Materials-2019_dce94bddc3.png)
La solubilité et la biodisponibilité des médicaments constituent les principaux défis en matière de formulation dans le domaine du développement pharmaceutique, probablement parce qu’une grande partie des principes actifs pharmaceutiques (PAP) sont synthétisés à l’état cristallin, qui se caractérise souvent par une faible solubilité dans l’eau. Les supports à base de silice mésoporeuse suscitent depuis peu un intérêt croissant dans le domaine pharmaceutique en raison de leur capacité à augmenter considérablement la solubilité des médicaments peu solubles dans l’eau, en adsorbant la molécule active sous une forme amorphe et relativement stable. Ce travail montre que le broyage conjoint d’une matrice poreuse de SBA-15 avec le principe actif permet d’incorporer ce dernier sans endommager de manière significative la structure de la matrice, augmentant ainsi la capacité de chargement à près de 40 % en poids. Il est démontré que l’état physique de l’ibuprofène (IBP) confiné dans les supports de silice était amorphe entre les températures Tg et Tm de la forme massive de l’IBP.
Publication complète : B. Malfait, N. Correia, A. Mussi, L. Paccou, Y. Guinet & A. Hédoux. Solid-state loading of organic molecular materials within mesoporous silica matrix: Application to ibuprofen (2019) Microporous and Mesoporous Materials 277 203-207 [doi: 10.1016/j.micromeso.2018.10.022]
![V. Delbecq, P. Carrez & P. Cordier. Rheological properties of Mg2SiO4 glass: A molecular dynamics study (2023) Journal of Non-Crystalline Solids 619 122572 [doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2023.122572]](/fileadmin/_processed_/e/e/csm_delbecq-Journal_of_Non-Crystalline_Solids-2023_96bc4319a4.png)
Les verres silicatés désignent généralement des matériaux amorphes dans lesquels le SiO₂ forme un réseau de tétraèdres partageant leurs sommets. Ces phases vitreuses peuvent en outre incorporer différents cations, ce qui donne lieu aux catégories bien connues que sont les verres borosilicatés, les verres aluminosilicatés ou les verres sodocalciques. Cet article présente une première étude de la rhéologie du verre Mg₂SiO₄ à l’aide de simulations classiques de dynamique moléculaire. L'objectif de la présente étude est donc d'analyser la réponse mécanique et le comportement rhéologique d'un verre olivine de composition forstérite Mg₂SiO₄ et d'élucider comment les réarrangements atomiques locaux évoluent au cours du processus de déformation à basse température.
Publication complète : V. Delbecq, P. Carrez & P. Cordier. Rheological properties of Mg2SiO4 glass: A molecular dynamics study (2023) Journal of Non-Crystalline Solids 619 122572 [doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2023.122572]
![J. Gallet, M. Perez, R. Guillou, C. Ernould, C. Le Bourlot, C. Langlois, B. Beausir, E. Bouzy, T. Chaise & S. Cazottes. Experimental measurement of dislocation density in metallic materials: A quantitative comparison between measurements techniques (XRD, R-ECCI, HR-EBSD, TEM) (2023) Materials Characterization 199 112842 [doi: 10.1016/j.matchar.2023.112842]](/fileadmin/_processed_/5/a/csm_gallet-Materials_Characterization-2023_d0f55d3379.png)
La déformation plastique des matériaux résulte de la capacité des réseaux cristallins à subir un cisaillement sous l'effet des mouvements des dislocations. Les interactions entre les différents mécanismes de déformation sont complexes et interdépendantes. Il est indispensable de bien les comprendre, et une observation précise de ces phénomènes doit être menée afin de les prendre en compte lors de l'élaboration de modèles théoriques à l'échelle microstructurale. Cette étude vise à déterminer la meilleure méthodologie à appliquer pour caractériser les densités de dislocations pouvant servir de données d'entrée dans les modélisations micromécaniques.
Publication complète : J. Gallet, M. Perez, R. Guillou, C. Ernould, C. Le Bourlot, C. Langlois, B. Beausir, E. Bouzy, T. Chaise & S. Cazottes. Experimental measurement of dislocation density in metallic materials: A quantitative comparison between measurements techniques (XRD, R-ECCI, HR-EBSD, TEM) (2023) Materials Characterization 199 112842 [doi: 10.1016/j.matchar.2023.112842]
![G. F. Bouobda Moladje, R. S. Averback, P. Bellon & L. Thuinet. Convection-Induced Compositional Patterning at Grain Boundaries in Irradiated Alloys (2023) Physical Review Letters 131 056201 [doi: 10.1103/physrevlett.131.056201]](/fileadmin/_processed_/2/1/csm_bouodba-prl-2023_b7b8e1f6d2.png)
On observe souvent que les matériaux soumis à des forces externes s'auto-organisent en motifs. Des instabilités apparaissent dans ces systèmes et peuvent déclencher la formation de structures transitoires, qui évoluent ensuite vers des motifs métastables, voire stables, en régime permanent. De tels motifs ont été observés dans des solides et des alliages soumis à un rayonnement et à une déformation plastique intense, donnant lieu à des microstructures présentant des échelles de longueur et une symétrie émergentes. À l’aide d’un modèle simple décrivant les défauts ponctuels et le transport chimique dans un alliage irradié, associé à des simulations de champ de phase, ce travail rend compte d’un nouveau phénomène de structuration compositionnelle aux joints de grains et montre qu’il résulte de l’advection du soluté vers les joints de grains, couplée à une diffusion anisotrope du soluté au niveau de ces joints.
Publication complète : G. F. Bouobda Moladje, R. S. Averback, P. Bellon & L. Thuinet. Convection-Induced Compositional Patterning at Grain Boundaries in Irradiated Alloys (2023) Physical Review Letters 131 056201 [doi: 10.1103/physrevlett.131.056201]
![L. Thomas, T. Hannotte, C. N. Santos, B. Walter, M. Lavancier, S. Eliet, M. Faucher, J.-F. Lampin & R. Peretti. Imaging of THz Photonic Modes by Scattering Scanning Near-Field Optical Microscopy (2022) ACS Applied Materials & Interfaces 14 32608-32617 [doi: 10.1021/acsami.2c01871]](/fileadmin/_processed_/a/f/csm_thomas-nearfieldmicroscopy-2022_3d884ea6aa.png)
La détection par rayonnement térahertz (THz) (100 GHz à 10 THz, λ : 3 mm à 30 μm) s'est révélée très utile, notamment pour la mise au jour d'objets cachés ou la détection de composés chimiques et biochimiques d'intérêt. Ces travaux ont étudié la distribution en champ proche associée au mode photonique des micro-résonateurs photoniques térahertz à l'aide de la microscopie optique à balayage par diffusion en champ proche, et proposent un modèle basé sur la combinaison du champ proche et du champ lointain de l'ensemble sonde/résonateur, qui est en excellent accord avec les données expérimentales ; ils proposent également une procédure d'analyse d'images permettant de restituer le champ proche de ces structures.
Publication complète : L. Thomas, T. Hannotte, C. N. Santos, B. Walter, M. Lavancier, S. Eliet, M. Faucher, J.-F. Lampin & R. Peretti. Imaging of THz Photonic Modes by Scattering Scanning Near-Field Optical Microscopy (2022) ACS Applied Materials & Interfaces 14 32608-32617 [doi: 10.1021/acsami.2c01871]
![E. Paccou, M. Mokhtari, C. Keller, J. Nguejio, W. Lefebvre, X. Sauvage, S. Boileau, P. Babillot, P. Bernard & E. Bauster. Investigations of powder reusing on microstructure and mechanical properties of Inconel 718 obtained by additive manufacturing (2021) Materials Science and Engineering: A 828 142113 [doi: 10.1016/j.msea.2021.142113]](/fileadmin/_processed_/3/a/csm_paccou-additive-manufacturing-2021_01605838f8.png)
La possibilité de produire des pièces complexes directement à partir d'une conception assistée par ordinateur, sans étape d'usinage ni d'assemblage, a suscité un intérêt croissant pour la fabrication additive. La fusion laser sur lit de poudre, largement utilisée dans la fabrication additive, génère après chaque lot une grande quantité de poudre résiduelle. Cette étude porte sur la possibilité de réutiliser cette poudre résiduelle après un grand nombre de cycles de production, ainsi que sur l'influence d'une telle réutilisation sur la microstructure et les propriétés mécaniques.
Full publication : E. Paccou, M. Mokhtari, C. Keller, J. Nguejio, W. Lefebvre, X. Sauvage, S. Boileau, P. Babillot, P. Bernard & E. Bauster. Investigations of powder reusing on microstructure and mechanical properties of Inconel 718 obtained by additive manufacturing (2021) Materials Science and Engineering: A 828 142113 [doi: 10.1016/j.msea.2021.142113]
![A. Vanmarcke, L. Leroy, G. Stoclet, L. Duchatel-Crépy, J.-M. Lefebvre, N. Joly & V. Gaucher. Influence of fatty chain length and starch composition on structure and properties of fully substituted fatty acid starch esters (2017) Carbohydrate Polymers 164 249-257 [doi: 10.1016/j.carbpol.2017.02.013]](/fileadmin/_processed_/5/0/csm_vanmarcke-Carbohydrate-Polymers-2017_987fd14187.png)
Compte tenu de l'épuisement des ressources pétrolières et de la demande des consommateurs pour des produits durables, l'amidon est l'un des polymères d'origine biologique les moins coûteux et les plus facilement disponibles ; il suscite donc un vif intérêt en tant qu'alternative potentielle aux plastiques conventionnels pour les applications d'emballage. Dans le cadre de cette étude, les relations structure-propriété des esters d'amidon d'acides gras presque entièrement substitués sont examinées en fonction à la fois de la longueur de la chaîne d'acides gras et du rapport amylose/amylopectine de l'amidon. L'étude structurale a révélé une organisation de type stratifié dans laquelle les plans des chaînes d'amidon sont séparés par des chaînes grasses. Ces dernières s'interpénètrent et/ou sont inclinées pour le FASE-C16, quelle que soit l'origine de l'amidon, et les chaînes grasses se cristallisent partiellement en une structure à symétrie hexagonale.
Full publication : A. Vanmarcke, L. Leroy, G. Stoclet, L. Duchatel-Crépy, J.-M. Lefebvre, N. Joly & V. Gaucher. Influence of fatty chain length and starch composition on structure and properties of fully substituted fatty acid starch esters (2017) Carbohydrate Polymers 164 249-257 [doi: 10.1016/j.carbpol.2017.02.013]
![P. Cuvillier, H. Leroux, D. Jacob & P. Hirel. Fe‐Mg interdiffusion profiles in rimmed forsterite grains in the Allende matrix: Time–temperature constraints for the parent body metamorphism (2015) Meteoritics & Planetary Science 50 1529-1545 [doi: 10.1111/maps.12493]](/fileadmin/_processed_/1/6/csm_cuvillier-meteoritics-2015_b4c7e0b46c.png)
On observe fréquemment un zonage chimique dans les olivines des chondrites non équilibrées, qu’il s’agisse de chondrites carbonées ou de chondrites ordinaires. Ce travail utilise la microscopie électronique à transmission analytique pour étudier la microstructure des grains de la matrice riche en fayalite et des interfaces avec des fragments de forstérite au sein d’échantillons de la météorite Allende. Les analyses suggèrent que les profils de composition se sont formés par diffusion à l’état solide au cours de l’épisode de métamorphisme thermique. Les couples temps-température associés au processus de diffusion au cours du métamorphisme thermique sont déduits à partir de la modélisation des profils. Compte tenu des incertitudes relatives à la valeur du coefficient de diffusion, ces travaux montrent que la température maximale atteinte par la météorite d’Allende se situe entre 425 et 505 °C.
Publication complète : P. Cuvillier, H. Leroux, D. Jacob & P. Hirel. Fe‐Mg interdiffusion profiles in rimmed forsterite grains in the Allende matrix: Time–temperature constraints for the parent body metamorphism (2015) Meteoritics & Planetary Science 50 1529-1545 [doi: 10.1111/maps.12493]
![A. Kraych, P. Carrez & P. Cordier. On dislocation glide in MgSiO 3 bridgmanite at high-pressure and high-temperature (2016) Earth Planet. Sci. Lett. 452 60-68 [doi: 10.1016/j.epsl.2016.07.035]](/fileadmin/_processed_/5/c/csm_kraych-EPSL-2016_18be219f46.png)
La convection du manteau est difficile à appréhender à l'échelle temporelle humaine, car elle s'étend sur des centaines de millions d'années. L'anisotropie sismique, qui permet d'évaluer la dépendance directionnelle de la propagation des ondes élastiques, constitue l'une des grandeurs observables potentielles de la convection passée, car elle sert d'indicateur des schémas d'écoulement dans les profondeurs de la Terre à travers le développement d'orientations préférentielles des cristaux. Ce travail vise à déterminer l’efficacité du glissement des dislocations dans la bridgmanite, élément terminal pur de MgSiO₃, dans des conditions pertinentes pour le manteau inférieur, en s’appuyant sur des calculs à l’échelle atomique pour modéliser le glissement des dislocations à haute pression et haute température. Ces travaux montrent que, dans le manteau inférieur, la bridgmanite se trouverait toujours en régime thermiquement activé et que des contraintes proches de 1 GPa restent nécessaires pour déplacer les dislocations dans la bridgmanite. Dans la partie la plus supérieure du manteau inférieur, le glissement des dislocations est inhibé et d’autres mécanismes de déformation, impliquant la diffusion, sont nécessaires.
Full publication : A. Kraych, P. Carrez & P. Cordier. On dislocation glide in MgSiO 3 bridgmanite at high-pressure and high-temperature (2016) Earth Planet. Sci. Lett. 452 60-68 [doi: 10.1016/j.epsl.2016.07.035]
![V. Meko Fotso, A. Patt, A. Desmedt, S. Picaud, L. Martin-Gondre. DFT investigation of xenon clathrate hydrates: Thermodynamic properties and structural insights (2026) Computational Materials Science 269 114728 [doi: 10.1016/j.commatsci.2026.114728]](/fileadmin/_processed_/b/e/csm_meko-fotso-JCPM-2026_819142404f.png)
Les propriétés structurelles, énergétiques et thermodynamiques de l’hydrate clathrate de xénon (Xe) ont été étudiées à l’aide de la théorie de la fonctionnelle de la densité, avec les fonctionnelles d’échange-corrélation PBE, vdW-DF2 et revPBE-D3(0). Parmi ces fonctionnelles, la fonctionnelle revPBE-D3(0) corrigée de la dispersion reproduit les paramètres de réseau et les modules dincompressibilité expérimentaux avec une excellente précision. De plus, cette fonction offre la meilleure concordance globale avec les expériences, en prédisant correctement la plage de stabilité jusqu’à 2,6 GPa. Les calculs par approximation quasi-harmonique (QHA) fournissent des valeurs de dilatation thermique et de propriétés élastiques cohérentes avec les données disponibles. La combinaison de revPBE-D3(0) et de la QHA offre ainsi un cadre robuste pour la description des hydrates de gaz nobles.
Publication complète : V. Meko Fotso, A. Patt, A. Desmedt, S. Picaud, L. Martin-Gondre. DFT investigation of xenon clathrate hydrates: Thermodynamic properties and structural insights (2026) Computational Materials Science 269 114728 [doi: 10.1016/j.commatsci.2026.114728]
![H. Ginestet, R. J. Husband, N. Jaisle, E. Edmund, Z. Konôpková, C. Strohm, M. S. Anae, D. Antonangeli, K. Appel, O. B. Ball, M. Baron, S. Boccato, K. Buakor, J. Chantel, H. Cynn, A. P. Dwivedi, H. Graafsma, E. Koemets, T. Laurus, H. Marquardt, B. Massani, J. D. McHardy, M. I. McMahon, V. Prakapenka, J. Sztuk-Dambietz, M. Tang, T. Xie, Z. Younes, U. Zastrau, A. F. Goncharov, C. Prescher, A. Dewaele, R. S. McWilliams, G. Morard & S. Merkel. Metrology for femtosecond pulsed x-ray heating in diamond anvil cell experiments at the European XFEL: Revisiting the iron phase diagram up to 150 GPa (2026) J. Appl. Phys. 139 045901 [doi: 10.1063/5.0303953]](/fileadmin/_processed_/8/a/csm_ginestet-jap-2026_4d4a8f3127.png)
Le développement de sources de rayons X pulsés à haute intensité, telles que les lasers à électrons libres, ouvre de nouvelles perspectives pour les expériences à haute pression. Nous étudions ici la faisabilité et la métrologie du chauffage par rayons X dans des cellules à enclumes de diamant au laser à électrons libres à rayons X européen. Cette méthode permet de chauffer l’échantillon de manière volumétrique tout en empêchant la migration chimique et en analysant la structure cristallographique de l’échantillon tout au long du chauffage, avec un taux de répétition élevé. Nous concentrons notre étude sur le fer, dont le diagramme de phases est bien établi jusqu’à 100 GPa, afin d’explorer les possibilités et les limites de cette technique. Nous chauffons de manière volumétrique des échantillons de fer à des pressions initiales comprises entre 10 et 138 GPa, en utilisant le faisceau de rayons X pulsé à 4,5 MHz dans le cadre d’un protocole expérimental en série de type « pump-and-probe ». Les défis expérimentaux découlent des gradients de température au sein de l’échantillon, des variations de température à l’échelle de 100 ns, de la difficulté à estimer directement la température, de l’effet de la pression thermique et de la présence de cristallites métastables dues aux cycles rapides de chauffage et de refroidissement. Nous développons donc une méthode de traitement des données de type « multi-cristal » qui nous permet de prendre en compte l’hétérogénéité de l’échantillon dans les conditions sondées. Nous étalonnons ensuite nos mesures à l'aide des propriétés physiques connues du fer sous pression. Dans nos expériences, la pression thermique passe de 4 % de la valeur isochorique prévue à 10 GPa à 23 % à 138 GPa, et nous montrons que nos données concordent avec la plupart des observations antérieures du fer dans cette plage de pression. Cette méthode peut désormais être appliquée à des pressions et des températures plus élevées, ainsi qu'à des matériaux dont les diagrammes de phases sont inconnus.
Full reference : H. Ginestet, R. J. Husband, N. Jaisle, E. Edmund, Z. Konôpková, C. Strohm, M. S. Anae, D. Antonangeli, K. Appel, O. B. Ball, M. Baron, S. Boccato, K. Buakor, J. Chantel, H. Cynn, A. P. Dwivedi, H. Graafsma, E. Koemets, T. Laurus, H. Marquardt, B. Massani, J. D. McHardy, M. I. McMahon, V. Prakapenka, J. Sztuk-Dambietz, M. Tang, T. Xie, Z. Younes, U. Zastrau, A. F. Goncharov, C. Prescher, A. Dewaele, R. S. McWilliams, G. Morard & S. Merkel. Metrology for femtosecond pulsed x-ray heating in diamond anvil cell experiments at the European XFEL: Revisiting the iron phase diagram up to 150 GPa (2026) J. Appl. Phys. 139 045901 [doi: 10.1063/5.0303953]
![A. Lambrecht, C. Massobrio, M. Boero, G. Ori & E. Martin. Atomic structure of amorphous SiN: Combining Car–Parrinello and Born–Oppenheimer first-principles molecular dynamics (2022) Computational Materials Science 211 111555 [doi: 10.1016/j.commatsci.2022.111555]](/fileadmin/_processed_/1/6/csm_lambrech-cms-2022_d6a7f417a7.png)
La dynamique moléculaire ab-initio est utilisée pour décrire la structure atomique du SiN amorphe, un composé non stœchiométrique appartenant à la famille des SiN. Afin de reproduire l'état amorphe à partir du refroidissement du liquide, les approches de Car–Parrinello et de Born–Oppenheimer sont toutes deux exploitées pour obtenir un système présentant une mobilité atomique importante. À haute température, en raison de la structure électronique particulière du SiN, qui présente des effets de fermeture de bande, la méthodologie de Car–Parrinello n’a pas pu être suivie, car des effets non adiabatiques impliquant les degrés de liberté ioniques et électroniques se produisent. Cette difficulté a été surmontée en recourant à l’approche de Born–Oppenheimer, permettant d’obtenir une diffusion ionique significative à 2 500 K. À partir de cet échantillon hautement diffusif, un état amorphe à température ambiante a été obtenu avec une vitesse de refroidissement de 10 K/ps. Quatre modèles différents ont été créés, se distinguant par leurs tailles et leurs cycles thermiques. Nous avons constaté que le sous-réseau d’atomes N présente le même environnement que dans le matériau stœchiométrique SiN, puisque N est principalement coordonné de manière tripartite avec Si. On trouve également des atomes de Si coordonnés à quatre atomes de N, comme dans le SiN, mais une fraction importante d’entre eux forme des liaisons homopolaires avec un, deux, trois, voire quatre atomes de Si. Nos résultats ne diffèrent pas beaucoup des modèles antérieurs présentés dans la littérature, mais ils offrent une plus grande précision statistique et se réfèrent plus précisément à l'état à température ambiante comme condition thermodynamique de référence pour l'analyse de la structure à l'état amorphe.
Publication complète : A. Lambrecht, C. Massobrio, M. Boero, G. Ori & E. Martin. Atomic structure of amorphous SiN: Combining Car–Parrinello and Born–Oppenheimer first-principles molecular dynamics (2022) Computational Materials Science 211 111555 [doi: 10.1016/j.commatsci.2022.111555]
Bourses et possibilités de financements
Les Graduate Programmes de l'Université de Lille offrent des bourses d'études dans le but d'attirer des étudiants exceptionnellement talentueux vers leurs parcours de master. Ces bourses ne se contentent pas de récompenser l'excellence académique, elles visent également à favoriser une communauté académique diversifiée et dynamique. Elles sont d'un montant de 8500 € pour les étudiants internationaux entrants s'inscrivant pour la première fois dans un établissement d'enseignement supérieur français et de 4500 € pour les étudiants français, étudiants internationaux déjà en France et ceux prolongeant leur bourse pour une deuxième année, dans le cadre d'un master du Graduate Programme.
Pour la rentrée 2026, les calendriers sont les suivants :
| Appel | Candidatures | Résultats |
| #1 | 15 février - 15 mars 2026 | 15 avril 2026 |
| #2 | 1 avril - 30 avril 2026 | 29 mai 2026 |
Les informations et documents à remplir sont décrits sur la page des Bourses d'Excellence des Graduate Programmes de l'Université de Lille.
Dans tous les cas, pensez à bien sélectionner le programme gradué Matériaux pour un Futur Durable auquel est rattaché le parcours Physique des Molécules et Matériaux.
Une autre possibilité sera le soutien par le programme Mobilex de l'Université de Lille, sur recommandation du directeur d'étude.