Le prix André Guinier

Le prix « André Guinier » de l'Association Française de Cristallographie récompense une personnalité francophone, ou ayant effectué une grande partie de sa carrière en France, qui a contribué de façon exceptionnelle à la cristallographie. Le prix 2024 sera remis à Pascale Launois, directrice de recherche au Laboratoire de Physique des Solides d'Orsay, à l'occasion de la conférence qu'elle donnera dans le cadre du colloque AFC 2024. Pour en savoir plus sur le prix André Guinier : https://www.afc.asso.fr/l-association/vie-de-lassociation/prix-de-these/le-prix-andre-guinier/millesime-2020 

Pascale Launois a été recrutée au CNRS en 1988 et elle effectue depuis 1993 ses recherches au Laboratoire de Physique des Solides (Université Paris-Saclay). Ses travaux concernent différents champs de la cristallographie : études structurales et texturales par diffraction des rayons X, études du désordre, en analysant la diffusion diffuse des rayons X et études de dynamique par diffusion inélastique (ou quasi-élastique) des neutrons. Après sa thèse de doctorat sur la dynamique spécifique des phases incommensurables, Pascale Launois s’est intéressée aux transitions de phases entre quasicristaux et approximants ou au désordre orientationnel dans les cristaux de fullerènes. Au début des années 2000, elle s’est tournée vers les nanosciences, en utilisant les méthodes d’analyse macroscopique que sont la diffusion des rayons X et des neutrons pour leur complémentarité avec les méthodes d’analyse sur nano-objets individuels. Pascale Launois étudie actuellement la structuration et la diffusion de l’eau dans des nanocanaux, le stockage de l’hydrogène dans des nano-argiles et la possibilité de réaliser des fibres de carbone « vertes ». Ses recherches, à caractère fondamental, sont centrées sur des problématiques d’intérêt environnemental. Enfin, Pascale Launois est très attachée à la vulgarisation scientifique et elle s’est impliquée fortement pour promouvoir la cristallographie lors de l’année internationale de la cristallographie en 2014. 

Conférence André Guinier

Pascale Launois

Le 2 juillet 2024 à 18h au Corum à Montpellier

Quelques études de cristallographie

La cristallographie est la « branche de la science consacrée à l'étude de la structure et des propriétés moléculaires et cristallines, avec des applications de grande portée en minéralogie, chimie, physique, mathématiques, biologie, métallurgie et science des matériaux » [1]. Dans cette présentation, j'exposerai une sélection de travaux que j’ai menés, en les replaçant dans leur contexte, dans les domaines des quasicristaux, des cristaux moléculaires, des matériaux et des nanosciences. Je voudrais illustrer la diversité des approches que peut adopter la ou le cristallographe, au-delà des affinements de structures cristallines : mesures de dynamique, analyses de diffusion diffuse, analyses texturales, etc.

• Sur la base d’expérience de diffraction des rayons X, je discuterai ordre quasicristallin et transition entre états quasicristallin et microcristallin, c’est-à-dire formé de domaines de phase approximante (Figure (a), [2]).
• Les phénomènes de désordre orientationnel sont particulièrement riches dans un cristal formé de fullerènes C₆₀, la molécule la plus symétrique connue à ce jour. Je présenterai l’analyse de la diffusion diffuse, qui permet de déterminer les interactions intermoléculaires (Figure (b), [3]).
• J’ai étudié la texture de fibres à base de nanotubes (nanotubes de carbone ou d’argile), pour la relier à leurs propriétés mécaniques (Figure (c), [4]). La présentation de ces travaux me permettra de discuter des approches formelles et numériques pour déterminer la fonction de distribution orientationnelle des nanotubes, une histoire qui a commencé en 1933 [5] !
• La connaissance de la structure de nanotubes d’argile (Figure (d), [6]) ouvre la voie à des études de nanofluidique par diffusion des rayons X et des neutrons. Je présenterai la structuration unique de la monocouche d’eau adsorbée dans des nanotubes d’argile de diamètre interne 3nm (Figure (e), [7]) et les propriétés de diffusion des deux sortes d’eau, liquides, dans des nanotubes de plus petits diamètres (1.5nm).

Figure (a) Image de diffraction avec une symétrie interdite pour les cristaux et pavages de Penrose; (b) Diffusion diffuse d’un cristal formé de fullerènes C₆₀ (en insert), à température ambiante; (c) Image de diffraction par une fibre formée d’alcool polyvinylique et de nanotubes d’argile (en insert ; en bleu, octaèdres AlO₆ et en vert, tétraèdres SiO₄ ou GeO₄, pour des argiles modifiées) ; (d) Chiralité de nanotubes de stœchiométrie complexe à partir de diagrammes de diffusion des rayons X sur poudres; (e) Les molécules d’eau adsorbées dans un nanotube d’argile, stabilisées par la formation de trois liaisons H avec sa surface interne, s’organisent en un sous-réseau triangulaire incurvé (en rouge, atomes d’oxygène et en blanc : atomes d’hydrogène). La monocouche formée est de type solide jusqu’à température ambiante : sa densité d’état de phonons ne varie pas avec la température.

[1] https://dictionary.iucr.org/
[2] P. Launois et al., Europhysics Lett. 13, 629 (1990) ; M. Fettweis et al., Phys. Rev. B 51, 6700 (1995)
[3] P. Launois et al., International Journal of Modern Physics B 13, 253 (1999)
[4] W. J. Lee et al., ACS Nano 14, 5570 (2020)
[5] O. Kratky, Kolloid-Zeitschrift 64, 213 (1933)
[6] G. Monet et al., Nature Comm. 9 : 2033 (2018)
[7] G. Monet et al., Nanoscale Adv. 2, 1869 (2020)