Les matériaux font, depuis les débuts de la physique de la matière condensée, l’objet d’études soutenues qui nous permettent aujourd'hui de connaître finement leurs structures et propriétés. Pourtant, la nature réserve des surprises dès lors que l’on s’intéresse aux matériaux de basses dimensionnalités. Aux alentours de l’échelle manométrique, c'est-à-dire pour des objets de l’ordre du milliardième de mètre, des modifications des propriétés physiques de la matière sont observées. Autrement dit, il existe un domaine de taille en dessous duquel la physique des matériaux évolue. Le silicium, par exemple, connu et utilisé dans la fabrication des microprocesseurs informatiques perd voit ses propriétés électroniques se modifier. La course à la miniaturisation des puces va donc rapidement se heurter à des barrières, autant d’ordre technique que d'ordre physique. De la même manière, la taille des grains magnétiques utilisés pour la réalisation des disques durs de nos ordinateurs ne peut être indéfiniment réduite et la une limite classique pourrait être atteinte dans les années 2008-2010.
Il est donc indispensable d’étudier ces matériaux de dimensions manométriques pour comprendre leurs propriétés et d’inventer de nouveaux matériaux de très petites tailles qui pourraient servir d’alternative. Un domaine de recherche en pleine expansion depuis la mise au point d'outils permettant de fabriquer, de manipuler et d’observer ces systèmes. Les applications sont très larges et concernent notamment les domaines de l'électronique, de l'optique, du magnétisme…, mais aussi des applications biologiques et médicales et des communications.
Créé en 1970, le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures (LPMCN) est une unité mixte de recherche (UMR 5586) associant le CNRS et l’Université Claude Bernard – Lyon 1 qui regroupe une centaine de personnes dont une cinquantaine de chercheurs et enseignants chercheurs permanents et une vingtaine de techniciens. Spécialisé dans la physique de la matière condensée (la matière sous ses formes non gazeuses : corps solides, liquides ou mous), le LPMCN effectue autour de quatre grands axes des travaux de recherche fondamentale et en relation avec des applications potentielles :
I : Liquides complexes et Interfaces
II : Matériaux Nanostructurés
III : Nanosources et Nanotechnologies
IV : Théorie et Modélisation
Dans ce contexte, le LPMCN en collaboration avec d'autres partenaires, s’est imposé parmi les leaders sur le plan international, notamment dans les domaines des agrégats et nanostructures, des matériaux sous conditions extrêmes, des interfaces liquides-solides, des nanosources à émission de champ, de la modélisation multiéchelles. Dans certains cas, il possède des savoir-faire expérimentaux uniques, comme par exemple ceux développés autour des machines nanoforces, ou au sein du Centre interlaboratoires lyonnais de recherche sur les agrégats. Créée initialement dans le cadre d’un plan État-Région, cette plate-forme instrumentale a développé des équipements et technologies originaux permettant de synthétiser et d'étudier des nano-objets uniques.
Le LPMCN participe à plusieurs programmes de recherche et développement dont le Centre lyonnais de Nano-Optique et les Nouvelles Approches de Physiques pour les Sciences du Vivant – tous deux dans le cadre du contrat de plan État-Région 2000-2006 –, le Pôle Rhône-Alpes de compétences en « Nanosciences », le Pôle lyonnais de calcul hautes performances, la Structure Fédérative de Recherche « Nano-Objets : élaboration, propriétés, applications » – avec l’École normale supérieure de Lyon (ENS) –, ou les deux clusters de la région Rhône-Alpes : « Micro-Nano » et « MACODEV », ainsi que plusieurs programmes européens du 6ème PCRD (Programme Cadre de Recherche et Développement).
Le LPMCN jouant un rôle de laboratoire pilier en physique de matière condensée à l’Université Lyon 1, de nombreux enseignements relatifs à ces thèmes sont assurés par ses enseignants-chercheurs. Ainsi sont-ils amenés à intervenir, bien sûr à l’Université Lyon 1 et à l’Institut des sciences et des techniques de Lyon (ISTIL), son école d’ingénieurs, mais également dans d'autres établissements dans le cadre d'enseignements co-habilités (ENS de Lyon). A noter encore que le LPMCN encadre les recherches d’une trentaine de doctorants.
Remarque : Voisin de un million d’Euros par an, le budget du laboratoire, hors salaires des personnels, provient pour environ 30 % des organismes de tutelles (CNRS et Université) tandis que le complément vient de crédits spécifiques et notamment des contrats de recherche conclus avec des organismes publics (ANR, CNES, ADEM, Région Rhône-Alpes, etc.), des industriels (Michelin, Lafarge, etc.), et des grandes agences internationales (CEE, CNES, OTAN, etc.).
