Résumé de mon travail de recherche et de l'encadrement de la recherche : simulations du comportement de phases de protéines, structure et écoulement de mousses de savon, transport stochastique

The Totally Asymmetric Simple Exclusion Process is a minimal model for 1d out-of-equilibrium transport, which is not only relevant to fundamental physics but also to many applications. It is useful for modelling the action of ribosomes during transcription, but can also be applied to describe molecular motors as they transport cargos along the bio-filaments. With a view to ultimately modelling processes relevant to cytoskeletal transport, we explore here simple scenarios for networks, and in particular for their topology. The junctions interconnecting the filaments turn out to play a crucial role, both for understanding transport on a network as well as for controlling it.

Single Wall Carbon Nanotubes (SWNT) properties are highly sensitive to theirdirect chemical, dielectric and mechanical environment. Depending on the application field, such as, photonics, electronics, sensors, the interaction strength with theenvironment has to be modulated and fully controlled. PFO (polyfluorene polymer), commonly used for wrapping carbon nanotubes in selective purification process acts also as an effective isolant due to its natural helicity matching with SWNT diameter and its wide bandgap in the UV. Here we report on a selective annealing process under a low pressure of oxygen to tune the PFO coverage of SWNT networks deposited on a substrate. The impact of the annealing on both SWNT network and PFO was probed by AFM, Raman, absorption, photoluminescence and electrical experiments.

This paper reports on recent results on the integration of carbon nanotubes on the silicon photonic platform. Light coupling from carbon nanotubes in a fully integrated silicon resonator will be presented.

Dans le domaine de l'ingénierie des tissus osseux (branche de la médecine qui s'occupe de la régénération, de la réparation ainsi que de la thérapie de l'os et des articulations qui lui sont associées), les bioverres ont connu un développement très important depuis le 1969. Malgré leur fragilité inhérente, les verres bioactifs ont de nombreuses propriétés extrêmement bien adaptées au domaine de l'ingénierie des tissus osseux. Ces matériaux, utilisés comme substitutif osseux, se dégradent progressivement dans l'organisme pour libérer des éléments qui favorisent la repousse osseuse. Des verres à base de phospho-silicate ont été développés et sont actuellement commercialisés. Les verres de phosphate ont été moins étudiés, et présentent cependant d'autres avantages, comme un fibrage plus aisé. Nous présentons ici des résultats concernant l'étude de verres de phosphate et d'alumino-phosphate de calcium, sodium et potassium. Notre objectif, à terme, est d'introduire ces bio-verres dans des hydrogels afin de développer de nouveaux produits bioactifs, alliant les propriétés des bio-verres et de ces hydrogels.

Sets of silica gels: aerogels, xerogels and sintered aerogels, have been studied in the objective to understand the mechanical behavior of these highly porous solids.The mechanical behaviour of gels is described in terms of elastic and brittle materials, like glasses or ceramics. The magnitude of the elastic and rupture modulus is several orders of magnitude lower compared to dense glass. The mechanical behaviours (elastic and brittle) are related to the same kinds of gel characteristics: pore volume, silanol content and pore size. Elastic modulus depends strongly on the volume fraction of pores and on the condensation reaction between silanols. Concerning the brittleness features: rupture modulus and toughness, it is shown that pores size plays an important role. Pores can econsidered as flaws in the terms of fracture mechanics and the flaw size is related to the pore size. Weibull’s theory is used to show the statistical nature of flaw. Moreover, stresscorrosion behaviour is studied as a function of environmental conditions (water and alcoholicatmosphere) and temperature.

Les matériaux poreux couvrent un champ scientifique et technologique multidisciplinaire très large. Ils sont mis en œuvre dans de nombreux dispositifs et procédés existants ou émergents, liés à de forts enjeux sociétaux tant en termes environnementaux qu’économiques. Notre choix a été d’illustrer les avancées dans le domaine des matériaux poreux au travers de trois exemples spécifiques : celui de l’ingénierie des matériaux poreux avec le cas de mésoporeux organiques préparés à partir de polymères à blocs, celui de l’utilisation de la modélisation et de la simulation numérique avec le cas de l’adsorption d’espèces moléculaires à l’échelle nanométrique, et enfin celui des applications technologiques avec le cas des isolants thermiques.