Le Professeur Nicola A. Spaldin : La pionnière des matériaux multiferroïques

Prof. Nicola A. Spaldin « Conçoit et modélise de nouveaux matériaux électromagnétiques pour des appareils électroniques plus petits et plus puissants. » – Lauréate 2017 du Prix L’Oréal-UNESCO pour les femmes et la science.

Nous sommes aujourd’hui entourés d’appareils électroniques qui nous facilitent la vie au quotidien : téléphones portables, GPS, ordinateurs… Ces appareils contiennent tous deux types de composants, qui stockent ou délivrent des informations dans les circuits électroniques. Un matériau « deux-en-un », capable à la fois de stocker et de traiter l’information, permettrait de réduire significativement la taille des appareils électroniques et ainsi de développer une nouvelle génération de technologies, plus légères, plus petites et moins énergivores.

Le défi du Professeur Nicola A. Spaldin est de créer et modéliser ce nouveau matériau appelé matériau multiferroïque, à la fois ferromagnétique et ferroélectrique. Très rares à l’état naturel, les matériaux multiferroïques doivent être conçus en laboratoire. Nicola A. Spaldin conçoit leur structure physique et chimique par ordinateur à partir de simulations numériques. Elle utilise ensuite les résultats de ces simulations numériques pour fabriquer en laboratoire ces nouveaux matériaux, avec son équipe et des collaborateurs externes.

Depuis 2010, elle est directrice du département Théorie des matériaux à l’Ecole Polytechnique fédérale de Zürich, en Suisse. Ses travaux posent les bases théoriques qui ont permis de comprendre et développer les matériaux multiferroïques. Leur singularité est de présenter simultanément des propriétés magnétiques et électriques. Pierre Curie a été le premier à formuler l’hypothèse de la ferroélectricité à la fin des années 1800. Il a cependant fallu attendre cent ans avant que les travaux de Nicola A. Spaldin montrent qu’il est possible de combiner la ferroélectricité avec le magnétisme.

Elle collabore étroitement avec les plus grands noms de l’informatique comme IBM et des installations de grande envergure comme Swiss Light Source, ainsi que des universités du monde entier, pour fabriquer ses matériaux et mesurer leurs propriétés.

Chimiste, théoricienne de formation, son expertise repose sur la mécanique quantique pour comprendre les propriétés des matériaux complexes. Passionnée, elle transmet avec aisance son enthousiasme pour les sciences physiques dans des universités de renommée mondiale, et même dans les vallées les plus reculées du Népal. Son attrait pour le monde minéral ne se résume pas au laboratoire : de son enfance passée dans le magnifique et vallonné « Lake District » dans le nord de l’Angleterre, elle a découvert une passion pour la randonnée dans les montagnes. C’est là que la géologie environnante a d’abord suscité son intérêt pour la science.

Aujourd’hui encore, à 47 ans, dès qu’un temps libre se glisse dans son agenda, la chercheuse chausse ses skis direction les Alpes. Clarinettiste dans un ensemble professionnel de musique de chambre, elle aime changer de milieu et mélanger les genres. D’ailleurs, les échanges sont pour elle une source d’inspiration scientifique : « Les discussions avec les étudiants sont très stimulantes. La diversité dans le groupe de travail favorise aussi l’émergence d’idées originales ». De la montagne aux matériaux en passant par la musique, la pionnière des matériaux multiferroïques incarne à merveille l’esprit créatif, « et la science est une aventure créative après tout », comme elle le souligne.


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Avril 2017