Membre du LEMTA, Laurent Chaput vient d'être nommé à l'IUF en tant que membre junior. Nous sommes revenus avec lui sur cette nomination, son parcours ainsi que les recherches lui ayant permis d'obtenir cette distinction.
"Physicien, théoricien de la matière condensée, je m’intéresse aux phénomènes de transport opérant dans les matériaux, en lien avec les questions relatives aux problèmes de gestion et d’économie d’énergie.
Depuis plusieurs années je développe des méthodes de calcul permettant d’obtenir des grandeurs macroscopiques, comme la conductivité électrique ou la conductivité thermique, à partir de la description microscopique des matériaux, régie par les lois de la mécanique quantique, agissant à l’échelle de l’atome. Récemment ces méthodes sont devenues suffisamment précises. Par exemple, imaginons qu’un matériau soit difficile à élaborer ou à mesurer expérimentalement. Alors, il est tout de même possible d’en connaître les propriétés …. par le calcul ! Dans la pratique c’est une information essentielle. Par exemple, elle peut permettre aux expérimentateurs de décider si ils souhaitent poursuivre leurs efforts afin d’élaborer le matériau, ou simplement l’abandonner si les calculs suggèrent qu’il n'est pas intéressant.
Mon projet de recherches avec l’Institut Universitaire de France va au-delà du calcul des propriétés physiques d’un matériau. Il propose de coupler le calcul quantique des propriétés physiques avec des algorithmes intelligents afin de trouver des nouveaux matériaux, et de les synthétiser ultérieurement s’ils sont intéressants. En particulier, je m’intéresserai aux matériaux thermoélectriques et photovoltaïques puisqu’ils permettent respectivement de convertir la chaleur et l’énergie solaire en électricité. Les enjeux sociétaux de ces études sont importants puisque ces énergies sont disponibles abondamment et gratuitement.
Par nature ce projet de recherche est multidisciplinaire, puisqu’il nécessite la compréhension et la modélisation du transport de l’énergie depuis l’échelle de l’électron, jusqu’à la nôtre. Il n’est donc pas le travail d’une personne. Pour parvenir à sa réalisation, j’ai la chance de bénéficier de l’expertise des collègues du laboratoire, et de collaborations de grande qualité, au Japon, et dans de nombreux autres pays."
Le mot de Pascal Boulet, directeur du LEMTA
Le laboratoire LEMTA a construit en une dizaine d’années une équipe spécialisée dans les nano-transferts autour de théoriciens, numériciens et expérimentateurs qui challengent actuellement les limites de nos connaissances sur le transfert d’énergie aux plus petites échelles de temps et d’espace. L’ambition est d’être capable à terme de décrire les propriétés thermiques et électroniques des matériaux, de l’échelle atomique jusqu’à l’échelle macroscopique. Le LEMTA combine pour cela des méthodes issues de la physique quantique et ses compétences historiques en transfert de chaleur pour étudier les propriétés des matériaux. Mieux encore, Laurent Chaput avec ses méthodes de calcul ab initio et son projet de couplage avec des algorithmes intelligents, fait entrer le laboratoire dans le domaine de la caractérisation multi-échelles de nouveaux matériaux optimisés (materials by design) et du data mining.
Les enjeux autour de l’énergie et de la transition énergétique sont évidents et font de la thématique portée par Laurent Chaput et ses collègues de l’équipe « Transferts aux micro- et nano-échelles » une des raies brillantes du laboratoire. Le LEMTA se félicite de son succès, et saura soutenir ces travaux qui, partant de la plus petite échelle atomique, nous permettront d’identifier les matériaux les plus prometteurs pour la transition énergétique.