Médaille de Bronze : Assil Bouzid, mettre de l’ordre dans le désordre
Assil Bouzid, chargé de recherche CNRS à l’Institut de recherche sur les céramiques (IRCER)¹, développe des modèles mêlant mécanique quantique et intelligence artificielle pour mieux comprendre les matériaux désordonnés. Il est récompensé par la médaille de bronze du CNRS.
« Les matériaux désordonnés sont comme des énigmes. Leur structure, apparemment aléatoire, cache des propriétés remarquables », confie Assil Bouzid. Face à ce désordre, il ne cherche pas à simplifier, mais à le décrypter et en tirer des règles en partant de l’échelle atomique. Formé aux méthodes de simulation basées sur la mécanique quantique, il étend leurs capacités depuis 2018 grâce à de l’intelligence artificielle (IA).
Cette combinaison d’approches lui permet de reproduire à moindre coût les calculs issus de la mécanique quantique, tout en conservant un bon niveau de précision. Il peut ainsi explorer des systèmes beaucoup plus grands et sur des temps plus longs. « Nous sommes passés de systèmes de quelques centaines d'atomes sur des échelles de temps de l’ordre de la picoseconde à plusieurs milliers d'atomes pour des phénomènes s’étendant sur des échelles de la nanoseconde », explique-t-il. De quoi accéder à des propriétés physico-chimiques autrement inaccessibles par les méthodes classiques.
Ses modèles sont ensuite systématiquement comparés aux expériences pour valider leur pertinence. Avec ses outils, Assil Bouzid souhaite aider les expérimentateurs à mieux comprendre le lien entre structure et propriétés, notamment pour des systèmes désordonnés à intérêt énergétique ou optique. Il a par exemple travaillé sur la modélisation d’électrodes sodium-ion afin de mieux comprendre leur structure et leurs performances dans des batteries.
L'enjeu de ses recherches est double : élucider les mécanismes à l’origine des problèmes de performance observés expérimentalement dans les matériaux désordonnés ; mais aussi explorer de nouveaux potentiels. Dans le cadre du projet Amadeus, soutenu par le PEPR Matériaux émergents2, Assil Bouzid développe des modèles pour identifier de nouvelles céramiques d'intérêt énergétique.
Reste à rendre ces méthodes suffisamment robustes et accessibles afin qu’elles soient plus largement utilisées — au-delà des laboratoires, jusque dans l’industrie.
[1] Unité CNRS/Université de Limoges
[2] PEPR DIADEM, porté par le CNRS et le CEA