L’Empa à Thoune se réorganise en deux laboratoires

Le campus de l’Empa à Thoune a scindé son laboratoire Advanced Materials Processing en deux unités indépendantes, dédiées aux surfaces et interfaces d’une part, aux matériaux métalliques et à la fabrication d’autre part, tandis que des chercheurs du site rendent accessibles, via un agent d’IA conversationnel, les outils de calcul destinés à la conception d’alliages.

Le campus de l’Empa à Thoune, dans le canton de Berne, a ouvert deux nouveaux laboratoires : Multifunctional Materials and Interfaces, et Advanced Metallurgy and Manufacturing of Metals. Tous deux résultent de la scission, le 1er août, de l’ancien laboratoire Advanced Materials Processing, dont le responsable Patrik Hoffmann prend sa retraite après dix-sept ans à ce poste. Cette réorganisation regroupe les deux axes du site en unités indépendantes et pose les bases d’un élargissement des collaborations stratégiques avec des partenaires tels que l’EPFL.

Le Laboratory for Multifunctional Materials and Interfaces, dirigé par Barbara Putz, travaille sur la fabrication, le traitement et la caractérisation de couches minces, de surfaces et d’interfaces à l’aide de technologies sous vide et laser, dans le but de conférer aux matériaux de nouvelles fonctionnalités. L’un de ses axes porte sur le développement d’interfaces programmables pour les matériaux composites, mené dans le cadre de la bourse ERC Starting Grant InterBond. Ces structures visent à garantir que les composants des futurs matériaux composites tiennent bien ensemble tout en restant séparables à la demande, une propriété pertinente pour le recyclage et la réparation. Les applications vont de l’électronique flexible à la conversion d’énergie et à l’exploration spatiale.

Le Laboratory for Advanced Metallurgy and Manufacturing of Metals, dirigé par Christian Leinenbach, développe de nouveaux matériaux métalliques haute performance et les procédés de fabrication associés, avec un accent sur la fabrication additive. Au-delà des géométries complexes qu’elle permet, le laboratoire considère la fabrication additive comme un outil de développement ciblé de nouveaux matériaux, et entend accélérer la conception d’alliages et de procédés en rapprochant les technologies de fabrication des méthodes pilotées par les données, afin que des composants métalliques avancés puissent continuer d’être développés et produits en Suisse.

Des agents d’IA pour la science des matériaux computationnelle

Cette ambition centrée sur les données trouve déjà une traduction concrète sur le campus de Thoune. Des chercheurs y ont développé OptiMat Chat, une plateforme permettant aux scientifiques d’utiliser les outils complexes de la science des matériaux computationnelle via une simple interface textuelle en langage naturel. Son premier assistant virtuel, OptiMat Alloys, cible les alliages à haute entropie, une classe de matériaux composés de quatre métaux ou plus mélangés en proportions à peu près égales, dont les propriétés mécaniques, thermiques et électromagnétiques prometteuses se heurtent à un nombre extrêmement élevé de combinaisons possibles que le développement traditionnel par essais et erreurs ne peut couvrir.

Développé conjointement par Yang Hu, du laboratoire de Thoune, et Vladyslav Turlo, du laboratoire Computational Engineering de l’Empa, l’outil répond à un obstacle pratique : appliquer correctement les méthodes de calcul exige une expertise que les spécialistes des matériaux expérimentaux ont rarement le temps d’acquérir. En son cœur se trouve un agent d’IA qui sélectionne les outils spécialisés appropriés, exécute des flux de travail prédéfinis et synthétise les résultats sous forme de figures, tableaux et textes de qualité publication, sans que l’utilisateur ait à coder ou à paramétrer l’outil. Les chercheurs ont conçu le système autour de la fiabilité et de la traçabilité. Les résultats scientifiques proviennent d’outils de calcul connectés, de bases de données et de procédures validées, et non du seul modèle de langage, et ils sont enregistrés dans une base de données en vue de leur réutilisation et de comparaisons ultérieures. Vladyslav Turlo souligne que ces données sont destinées à servir de point de départ à l’interprétation par des experts et à la planification d’expériences, et non de résultats publiables en tant que tels. D’autres agents sont prévus, couvrant les céramiques et les oxydes métalliques ainsi que les matériaux amorphes.