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© L. Simonin/CNRS Photothèque

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Voilà notre vedette… ! » lancent, avec bienveillance, les deux secrétaires de l'unité de recherche quand passe Séverine Gomès, Médaille de bronze du CNRS. La jeune femme de trente-deux ans, pionnière d'une nouvelle technique de microscopie thermique en France, sourit, un peu gênée… Quelques minutes auparavant elle s'étonnait justement de l'attention portée sur elle, en expliquant « faire son travail, c'est tout »… Alors, lorsqu'elle évoque cette technique qu'elle fut la première à développer dans l'Hexagone, elle songe surtout à remercier l'équipe anglaise de l'université de Lancaster qui lui a donné « le goût de l'expérimental » lors d'un stage de trois mois, au cours de sa thèse à l'université de Reims. Elle y apprit à se servir de ces nouvelles machines au si petit capteur thermique. De retour à Reims, elle obtenait ensuite les premiers résultats avec cet appareillage. Et quelques années plus tard, alors qu'elle est chargée de recherche au Centre de thermique de Lyon (Cethil) ¹, elle obtient et analyse, grâce à une pointe-sonde de taille micrométrique ², des cartographies de l'échauffement en surface d'échantillons minuscules. Jamais on n'avait « vu » la chaleur sur de si petits objets : quelques centaines de nanomètres ³, soit plus de cent fois plus petits que le diamètre d'un cheveu ! Mais à quoi ça sert ? « L'application qui vient en premier à l'esprit concerne les composants de la microélectronique », explique la jeune chercheuse à l'allure décontractée, en jean et chemisette. Pas étonnant : ces composants, entassés en nombre toujours plus grand sur les puces de plus en plus petites, ont une sainte horreur de la chaleur… « Elle menace de changer les propriétés physiques des matériaux ou leur structure, commente-t-elle. Mieux connaître les transferts de chaleur à cette échelle pourrait conduire à de nouveaux choix pour en optimiser la fabrication. » Cela deviendra même une véritable obligation lorsque des bataillons de nano-objets, issus d'une recherche en pleine effervescence sur les nanotechnologies, envahiront notre quotidien !

Mais il y a encore un hic. « À ces échelles, les lois qui régissent les échanges thermiques sont encore très mal connues », reprend-elle. De la même façon que les lois de la mécanique classique perdent la boule à l'échelle de l'atome, obligées de s'effacer devant la mécanique quantique. Ce contact minuscule entre deux solides (l'extrémité de la sonde et l'échantillon) reste un mystère thermique qu'elle brûle de percer. Pour cela, il faudra sans doute améliorer le modèle physique qui permet de décrire l'interaction pointe-échantillon et d'interpréter les mesures. « Mais en fin de compte, c'est un peu le serpent qui se mord la queue, résume la jeune chercheuse : pour améliorer le modèle, il faut faire une meilleure mesure ; et pour faire une meilleure mesure, il faut améliorer le modèle ! » Seule solution donc : procéder par à-coups, un peu mieux de ce côté-ci, un peu mieux de ce côté-là… À commencer par l'élaboration d'une nouvelle pointe, pour améliorer la sensibilité du capteur et sa résolution spatiale, afin de passer sous la barre des quelques dizaines de nanomètres. Elle creuse également d'autres pistes, notamment en réalisant des expériences sous vide. Car l'air ambiant et l'humidité perturbent aussi le phénomène… Elle poursuit par ailleurs sa collaboration fructueuse avec le Commissariat à l'énergie atomique (CEA). « Nous étudions des matériaux envisagés dans la composition de nouveaux combustibles pour le nucléaire. Vu que ces matériaux sont destinés à enrober la matière fissile, il est indispensable d'estimer la dégradation de leurs propriétés thermophysiques sous irradiation afin de pouvoir apporter des éléments de choix au CEA. » La jeune femme « curieuse de tout », qui veut toujours « comprendre », gentiment rabrouée parce qu'elle demande un peu trop souvent et à tout bout de champ « Pourquoi ? », s'exprime en souriant, avec le charme des timides. Souvent, elle cherche ses mots. Dire la moindre chose qui n'aurait pas été démontrée et validée semble lui être presque impossible. « Je voudrais d'abord être sûre… » Seule certitude justement ? Elle n'échangerait son métier pour rien au monde…

Charline Zeitoun