L'EPFL devient la capitale suisse de la recherche sur les matériaux

L’EPFL sera la cheville ouvrière de MARVEL, un nouveau Pôle de recherche national (PRN, ou NCCR selon la dénomination anglaise). Johann Schneider-Amman, chef du Département fédéral de l’Economie, de la formation et de la recherche, a annoncé ce mardi après-midi à Berne les noms de huit lauréats, parmi près de septante candidats. Le nouveau projet piloté par l’EPFL reçoit l’assurance d’un financement par le Fonds national suisse (FNS) de 18 millions de francs sur 4 ans, renouvelable deux fois. L’EPFL et les nombreuses institutions partenaires se sont engagées à compléter la dotation.

Simuler et tester avant de fabriquer
Piloté par le professeur Nicola Marzari, le nouveau NCCR ambitionne de déclencher une véritable révolution dans le domaine de la conception et de la découverte des matériaux. « La puissance de calcul des superordinateurs et notre connaissance de la mécanique quantique nous permettent aujourd’hui d’imaginer des matériaux innovants et de simuler leurs caractéristiques et leur comportement sans avoir besoin de les fabriquer dans un laboratoire, précise-t-il. Cela nous permet des avancées beaucoup plus rapides que par le passé, où l’on devait plutôt procéder par de coûteux tâtonnements. »

Développer des nouveaux matériaux intéressera de nombreux domaines, à commencer par l’énergie. « Nous avons besoin de grandes avancées dans les matériaux spéciaux pour pouvoir capter l’énergie dans l’environnement, la transformer et la stocker de façon efficace et économiquement viable», reprend Nicola Marzari.

Mais ce n’est pas tout : l’électronique de grande consommation, la recherche fondamentale et expérimentale, l’informatique quantique et même l’industrie pharmaceutique exploitent les propriétés particulières de certains matériaux. Les prix Nobel qui ont récompensé des travaux sur le graphène et sur la supraconductivité à haute température sont de bons exemples de ce que les recherches sur les matériaux peuvent apporter à la science « N’oublions pas que l’électronique n’existerait pas si l’on n’avait pas commencé par comprendre et produire un matériau – en l’occurrence le silicium », rappelle le scientifique.

L’approche que propose MARVEL pour concevoir et développer de nouveaux matériaux évoluera au même rythme que les progrès de l’informatique. « Le supercalculateur suisse Piz Daint (CSCS) peut aujourd’hui analyser 500 matériaux à la minute. Selon la loi de Moore qui prévoit un doublement des capacités de calculs tous les 14 mois, nous en analyserons 500'000 par minute d’ici la fin de ce programme NCCR, en 2026. »

Toutes les compétences dans un mouchoir de poche
Pour dépasser le stade de la simulation et diriger ses recherches vers des applications pratiques, MARVEL s’est associé les meilleures compétences trouvées aux quatre coins du pays. Outre l’EPFL, le consortium comprend des chercheurs de l’ETHZ, des universités de Genève, Bâle, Fribourg, Zurich et de la Suisse italienne, d’IBM et du Centre suisse de calcul scientifique CSCS ; la synthèse expérimentale et la caractérisation des matériaux seront du ressort du Paul Scherrer Institut et de l’institut fédéral de recherche sur les matériaux EMPA.

Les chercheurs de ce nouveau NCCR – plus de vingt chefs de groupe – couvriront donc tout le territoire national. « L’Europe, et la Suisse en particulier, sont très en avance dans ces domaines de recherche, nous avions donc à notre disposition toutes les compétences utiles à la bonne marche du projet, ce qui explique certainement le succès de notre candidature », estime Nicola Marzari.

Contact pour les journalistes: Nicola Marzari, +41 21 693 11 29, [email protected]