A l’heure où la découverte de nouveaux matériaux est un enjeu majeur pour les grandes transitions dans les domaines de l’énergie, l’environnement, le numérique ou la santé, l’ambitieux programme de recherche DIADEM a été lancé le 7 juin 2022. Ce programme et équipement prioritaire de recherche exploratoire (PEPR), copiloté par le CNRS et le CEA, implique deux laboratoires de l’Université de Lorraine dans un projet en métallurgie combinatoire : l’Institut Jean Lamour (IJL) et le Laboratoire d’études des microstructures et de mécanique des matériaux (LEM3).

DIADEM (Dispositifs intégrés pour l’accélération du déploiement de matériaux émergents) est opéré par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir 4 (PIA 4) et est doté de 85 millions d’euros sur 8 ans. Il associe les universités de Bordeaux, Grenoble-Alpes, Lorraine, Lyon, Paris-Saclay, Sorbonne-Université et l’Institut Polytechnique de Paris

Il permettra la mise en place sur le territoire français de plateformes pérennes destinées à accélérer la compréhension et la découverte de matériaux novateurs. Ces plateformes combineront de façon intégrée et novatrice technologies de synthèse/criblage et caractérisation à haut débit, de gestion des données, de simulation numérique multiéchelle et méthodologies associées à l’IA. Elles seront développées par différents laboratoires dans le cadre de projets ciblés. Le département de métallurgie de l’IJL et le LEM3 sont impliqués dans le projet DIAMS aux côtés du laboratoire SIMAP (Sciences et ingénierie, matériaux, procédés) à Grenoble, du laboratoire Georges Friedel à Saint-Etienne, de l’Institut des Matériaux de Nantes et du CEA.

L’objectif de DIAMS (Design par intelligence artificielle et par la caractérisation à haut débit d’alliages avancés et de concepts métallurgiques innovants pour applications structurales) est de populariser les méthodologies dites de "métallurgie combinatoire". Cette dernière consiste à explorer systématiquement de grands espaces de conception en termes de chimie ou de procédés, de façon la plus automatisée possible, en remplacement de la traditionnelle méthode dite "essai-erreur".

La méthodologie de DIAMS sera déployée sur 3 projets démonstrateurs :

Dans ce contexte, les chercheur.es du département de métallurgie de l’IJL vont plus précisément travailler sur la synthèse par fabrication additive métallique et le co-développement d’une plateforme nationale d’outils thermomécaniques pour les études in situ sur ligne de lumière synchrotron à haute énergie, à l’ESRF. Un nouveau four à cycle rapide, dédié aux études de métallurgie combinatoire et transportable sur synchrotron, sera conçu à l’IJL et une thèse en cotutelle entre l’IJL, le LEM3 et le SIMAP démarrera à l’automne.

"Cette plateforme va générer un gros potentiel de collaborations avec des partenaires nationaux et internationaux. On aura en France ce qu’il y a de mieux pour faire de la métallurgie combinatoire expérimentale !", commente Sébastien Allain, professeur à Mines Nancy, chercheur à l’IJL, qui participe au projet.

Légende de la photo (crédit Institut Jean Lamour) : Four transportable sur synchrotron développé à l'IJL par Benoît Denand, médaille de cristal 2022 du CNRS. Cette photo le montre en fonctionnement sur la ligne ID11 à l'ESRF (Grenoble) en 2017.