Amélie BordageChercheuse à l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (CNRS/Université Paris-Saclay)
Avec son projet XAS-OHE, Amélie Bordage, chercheuse à l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (CNRS/Université Paris-Saclay) est lauréate de l’appel à projet Emergence@INC2026. Par cet appel, CNRS Chimie accompagne des chercheuses et chercheurs - chargés de recherche ou maîtres de conférences - recrutés depuis 5 à 10 ans en finançant un projet novateur et en encourageant la prise de risque.
Votre projet XAS-OHE vise à mieux comprendre les relations structure-propriété dans des oxydes à haute entropie par des expériences d’absorption des rayons X. Pouvez-vous nous en dire plus ?
Les oxydes à haute entropie ont été découverts il y a 10 ans et forment une famille de matériaux aux applications très diverses. Robustes et stables, on peut envisager leur utilisation comme électrodes pour batteries ou comme matériaux pour supercondensateurs ou piles à combustible.
Leur originalité et leurs propriétés découlent de la présence d’un nombre important d’éléments chimiques différents occupant un même site de la structure, ce qui donne des compositions et propriétés particulières. Étant une famille jeune de matériaux, les études se concentraient jusque récemment sur la synthèse et la caractérisation des propriétés pour chaque composition. L’objectif du projet est d’aller plus loin en essayant de comprendre de manière fondamentale le lien entre cette composition, la propriété macroscopique et la structure à l’échelle locale, c’est-à-dire quelques angströms autour de chaque atome. L’outil que nous allons utiliser est la spectroscopie d’absorption des rayons X qui donne accès à cette structure locale et présente ici l’énorme avantage d’être chimiquement sélective : nous pourrons ainsi obtenir des informations individuelles sur chaque élément présent dans notre oxyde. En étudiant des oxydes à haute entropie modèles avec des compositions pensées non pas pour optimiser une propriété mais comprendre fondamentalement un système, nous pourrons établir ce lien composition-structure-propriété.
En quoi cette recherche est-elle émergente et à risque ?
Cette recherche est émergente par deux aspects. Pour mon activité de recherche, ce projet marque de manière concrète ma conversion thématique démarrée cette année de la chimie de coordination vers la chimie des matériaux. Pour les oxydes à haute entropie, c’est le besoin d’aller à une échelle plus petite pour comprendre le lien entre composition, structure et propriété qui est récent. Ces matériaux sont en effet « jeunes », et les études avaient déjà fort à faire sur les aspects synthèses et propriétés macroscopiques. Mais ce besoin d’information locale nécessite comme outil d’analyse la spectroscopie d’absorption des rayons X, qui représente le risque de ce projet car les expériences ne pourront se faire que sur synchrotron et que l’analyse des données devra être poussée dans ses retranchements pour obtenir les informations structurales que l’on recherche.
Quelles pourraient-en être les principales retombées ?
La première retombée est scientifique, puisque que grâce à la meilleure connaissance de la structure locale et de son désordre dans les oxydes à haute entropie apportée par ce projet, les propriétés de ces matériaux seront mieux comprises et donc pourront être contrôlées. Une autre retombée est méthodologique : nos résultats permettront non seulement d’établir la richesse de la spectroscopie d’absorption des rayons X pour l’étude de ces matériaux, mais l’analyse poussée qu’il va falloir faire des données représente une opportunité de développement pour toute la communauté des matériaux et des spectroscopistes d’absorption X. D’un point de vue personnel, ce projet me permettra de porter dynamiquement ma conversion thématique et de m’intégrer pleinement dans ma nouvelle équipe, ce qui me permettra d’envisager plus sereinement la suite de ma carrière.
Rédacteur : CCdM