Centre d’Élaboration de Matériaux et d’Etudes Structurales (UPR 8011)


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Fête de la science 2015

Portes ouvertes au CEMES

Plongez dans l’infiniment petit avec les physiciens et les chimistes du CEMES !
Electrons ou ions, photons ou rayons X, atomes ou molécules, ordinateurs ou éprouvettes… Il y en aura pour tous les goûts dans cette invitation à venir rencontrer les physicien(ne)s et les chimistes du CEMES.
Leur objectif ? Fabriquer, comprendre, modéliser et manipuler la matière à l’échelle atomique.
Et bien sûr, à chaque fois, possibilité de visiter la fameuse « Boule ».

  • Séances scolaires : Collèges (4e/ 3e) et lycées (2nde à Terminale)
    Vendredi 9 octobre de 9h30 à 12h et de 14h à 16h30
    Inscription obligatoire
  • Portes ouvertes grand public
    Samedi 10 octobre de 10h00 à 12h00 et de 14h à 18h00
    Sans réservation
Renseignements : Evelyne Prévots

Lieu : CEMES-CNRS, 29, rue Jeanne Marvig, 31400 Toulouse (métro Saouzelong)

 

Au programme :

Une matière si sensible
Michel Mitov - conférence à 15h15 et 16h45 le samedi 10 octobre

Emulsions, gels et mousses en cuisine, champagne, cristaux liquides des écrans plats, matière vivante, médicaments à libération contrôlée, tas de sable, encres et peintures, caoutchouc et plastiques, « sang miraculeux » de saint Janvier dans cette église de Naples : dans ces matières si différentes une propriété est bouleversée alors qu’un détail seulement a été changé dans la composition ou l’environnement. Pourquoi une telle sensibilité ? Dans quel but ? Qui est le responsable ? Telles sont les questions que soulève la matière sensible, dite matière molle...

 

Observer les atomes en les touchant : la microscopie à force atomique
Grégory Seine

Le microscope à force atomique (AFM) permet de visualiser la surface d’un échantillon en déplaçant une pointe fine au-dessus, tout comme la pulpe du doigt permet de sentir les aspérités d’une surface. Cette pointe, située à l’extrémité d’un ressort, est amenée au contact de la surface et la variation des forces mesurée lors du balayage permet de reconstruire la topographie de surface.
L’atelier AFM permettra aux visiteurs de comprendre ce principe d’observation à l’aide d’une maquette et un AFM du laboratoire sera mis en démonstration avec une acquisition d’image en direct.

 

La matière dans tous ses états !
Cécile Marcelot

Grâce à cette animation vous découvrirez avec quoi est fait tout ce qui nous entoure ! Nous commencerons par la brique élémentaire qui constitue chaque chose.... l’atome !! Nous verrons que selon l’arrangement de ces atomes nous aurons un gaz, un liquide, un solide !!! Et ce solide peut lui aussi être organisé ou non !! Bref vous ne regarderez plus les choses qui vous entourent de la même façon !!

 

Molécules et lumière
Jacques Bonvoisin, Olivier Galangau, Claire Kammerer

Cet atelier proposera quelques expériences illustrant les interactions entre molécules et lumière.

Vous pourrez ainsi comprendre
pourquoi le sirop de menthe est vert,
pourquoi le schweppes fluoresce,
vous confronter à la couleur qui rend fou,
admirer un exemple de réaction oscillante
et découvrir des molécules qui se transforment en présence de lumière.

 

Bulles de savon, mouillage et nanocristaux
Nicolas Combe

Que l’on soit petit ou grand, les bulles de savon sont fascinantes. Elles présentent de jolies irisations et adoptent une jolie forme sphérique. Mais, pourquoi les bulles de savon sont-elles rondes ? Pourquoi l’eau forme-t-elle de jolies petites gouttes (presque) rondes sur votre dernier vêtement imperméable ou dans votre poêle en téflon, alors qu’elle forme des portions de sphère sur du verre. Nous tenterons de répondre à ces questions à travers quelques expériences simples utilisant de l’eau savonneuse et nous montrerons comment des phénomènes similaires existent à l’échelle du nanomètre lors de la croissance de nanocristaux.

 

Déformation en direct d’un métal dans un microscope électronique
Marc Legros

Les métaux sont des matériaux en général cristallins dont la résistance à la déformation n’a été que partiellement comprise en 1950 avec les premières observations de défauts appelés dislocations. Ces défauts expliquent à la fois que les métaux sont plus mous que ce que prévoyait la théorie des cristaux parfaits et comment ils durcissent pendant leur déformation, une propriété utile pour absorber les chocs dans les automobiles mais qui complique le travail des forgerons. Cet atelier permettra de voir ces défauts de dimension atomique dans un microscope électronique à transmission (qui permet de voir à travers la matière) et de les faire bouger à l’aide d’une micro machine de déformation installée dans le microscope.

 

Le FIB, un scalpel à l’échelle du nanomètre
Gérard BenAssayag et Robin Cours

Observer, découper, déplacer, connecter à l’échelle de l’infiniment petit, voilà ce que l’on peut réaliser dans cette station de micro-fabrication appelée FIB (focused ion beam). Depuis une vingtaine d’années, l’utilisation de systèmes couplant un faisceau d’ions focalisés avec un microscope à balayage a explosé, notamment dans le domaine de la micro et nanoélectronique et principalement sur des semi-conducteurs, matériaux présents dans tous nos appareils électroniques contemporains.

Vous pourrez découvrir lors cet atelier les différents types d’usinages possibles grâce à ces microscopes, et les tester à l’échelle d’un cheveu !

 

Comment utiliser les électrons pour regarder plus profondément la matière ? 
Le microscope électronique en transmission
Florent Houdellier

En utilisant les propriétés étranges des électrons prédites par la mécanique quantique (voir la vidéo), le microscope électronique peut être utilisé pour étudier les propriétés physiques des matériaux comme le magnétisme, l’électrostatique, les contraintes internes, … et ce à l’échelle de l’atome.
Je vous montrerai comment fonctionne une telle machine, et vous montrerai en direct les propriétés étranges des électrons prédites par la mécanique quantique. Nous en profiterons pour aller regarder des atomes d’or en gros plan.

 

Le monde fascinant des quasi-cristaux
Frédéric Mompiou

Le 8 Octobre 1982, Dan Shechtman, chercheur israélien en visite à Washington, observe au microscope électronique un alliage métallique. Il est alors surpris par la vision d’un cliché de forme pentagonal : les quasi-cristaux viennent d’être découverts et ils vont révolutionner les concepts fondamentaux de la chimie…
Aujourd’hui encore, leur étude nourrit aussi bien la physique, la chimie que les mathématiques.
Vous souhaitez en connaître plus sur ces mystérieux objets ? Vous avez envie de plonger dans un espace à 6 dimensions où vous rencontrerez le nombre d’or et les pavages de Penrose ? Venez revivre l’expérience de Shechtman et observez vous-même des quasi-cristaux au microscope !

 

Microscopie électronique à balayage : voir le détail de la matière avec des électrons
Jean-Philippe Monchoux

Mouche photographiée au microscope électronique à balayage.

Le microscope électronique à balayage fonctionne à l’aide d’un faisceau d’électrons d’environ un millième de millimètre se déplaçant à la surface d’un échantillon, ce qui permet de voir des détails sur la surface de cet ordre de grandeur. Il est de ce fait très utilisé en biologie, ou pour étudier les matériaux. Grâce aux grossissements très importants qu’il permet d’atteindre, le microscope électronique donne une vision riche d’informations pour le scientifique, et spectaculaire pour le grand public !

 

Identification des cristaux contenus dans les couches décoratives de céramiques grecques
Philippe Sciau - Magali Brunet - Audrey Cochard

Attique à figure rouge (V° s. av JC)

Identifier les nanocristaux des engobes de vases grecs à figurines rouges en utilisant de techniques complémentaires (diffraction des rayons X et spectroscopie Raman). Interprétation des résultats en terme de couleur et de processus de fabrication.

 

Microscopie en champ proche STM
Olivier Guillermet et Véronique Langlais