Innovation technologique Liliane Bettencourt (2022-2023) - Lydéric Bocquet - Collège de France

La chaire annuelle Innovation technologique Liliane Bettencourt, créée en 2006, marque la volonté commune du Collège de France et de la Fondation Bettencourt Schueller de mettre en valeur l'importance des travaux qui doivent être consacrés à l'innovation technologique.

Chaire Innovation technologique Liliane Bettencourt 2022-2023

La mécanique moléculaire des fluides

Un champ d'innovation pour l'eau et l'énergie

Ce cours décrit les dernières avancées dans le domaine émergent de la nanofluidique, la science des flots moléculaires, qui explore les écoulements et le transport des fluides aux échelles nanométriques. Ce monde de l'infiniment petit fluidique, c'est la frontière où le continuum de la mécanique des fluides rencontre la nature atomique de la matière, voire sa nature quantique. On y observe des écoulements quasiment sans frottement, des effets quantiques émergents, des effets mémoires qui permettent désormais de rêver de calculateurs ioniques. La nature exploite pleinement les bizarreries fluidiques aux nanoéchelles. En utilisant une circuiterie faite de multiples canaux biologiques, elle est capable de prouesses technologiques invraisemblables : pompes ioniques, moteurs à protons, pores ultra-sélectifs, canaux stimulables… une orfèvrerie fluidique simplement époustouflante. Peut-on s'inspirer et égaler ces performances avec des canaux artificiels ? Quelles sont les propriétés spécifiques des fluides aux nanoéchelles ? Comment les quantifier expérimentalement ? Peut-on les exploiter en termes d'innovation ?

Le cours abordera les questions fondamentales posées par le transport des fluides aux échelles moléculaires ou nanométriques et les propriétés émergentes à ces échelles. Nous introduirons en particulier les nouveaux outils expérimentaux et théoriques qui ont été développés pour mesurer, comprendre et exploiter les nouvelles propriétés de transport.

La nanofluidique est également un domaine où il y a un chemin court entre la science fondamentale et l'innovation de rupture, car les nouvelles propriétés nanofluidiques offrent des solutions inattendues pour de multiples applications, notamment pour le dessalement, la remédiation des eaux, ou encore l'énergie bleue – notamment l'énergie osmotique. Nous explorerons quelques exemples où ce cheminement s'est concrétisé par des innovations de rupture.