Table ronde des matériaux

Cette table ronde réunissant trois directeurs de la recherche industrielle et trois directeurs de laboratoires universitaires ou CNRS se propose un double objectif:

Une liste de dix questions a été préalablement soumise à chaque intervenant.

Bernadette BENSAUDE-VINCENT (BBV): Nous passons maintenant du côté de la Recherche universitaire.

BBV: Merci à tous de cette présentation. Je pense que maintenant qu'on a parlé de vous individuellement on pourrait essayer de caractériser l'organisation des laboratoires que vous dirigez ou que vous avez dirigé. Je vous demande encore une fois d'être brefs parce que c'est encore un aspect très descriptif. Après je vous poserai des questions d'opinions et j'espère que vous accepterez d'y répondre.

BBV: J'attends essentiellement des informations, des repères, concernant le financement de la recherche, le recrutement des chercheurs, l'orientation et débouchés de la recherche - c'est à dire des brevets ou des publications - et enfin quelle est la durée moyenne d'une recherche le long terme. Vous pouvez prendre un exemple. Voulez-vous bien commencer Monsieur MUDRY.

PB: Pas plus de contraintes, mais peut-être plus d'états d'âme. Par exemple, il est certain qu'il y a des mots clefs et des programmes européens «politiquement corrects», dans lesquels on voudrait inscrire des thésards pour obtenir des crédits, mais dont on estime que c'est pour le thésard une impasse. Il faut être capable de lui faire comprendre ce qu'il en est... mais je m'en voudrais de donner des exemples, parce que c'est trop périlleux. Si j'insiste sur ce point - et je vois ça dans l'Ecole doctorale - c'est pour souligner qu'il y a en gros deux types de laboratoires: celui qui a besoin de thésards comme simples manipulateurs (on a une «manip» à mettre au point et on a besoin d'un thésard faute de quoi la manip ne tournera pas), et puis celui qui estime que la responsabilité d'un laboratoire universitaire, c'est la formation du thésard et ses débouchés ultérieurs. Dans un certain nombre de cas, ce serait un optimisme excessif de croire que l'optimum est clair.

BBV: En terme de production, quelle est à peu près à peu près la proportion de brevets et de publications. Il me semble qu'à l'ESPCI vous avez une orientation plus brevets que dans les Universités.

FM: Comme vous aviez posé la question par écrit, j'ai déjà regardé nos chiffres. Cela fait 60 à 70 brevets par an et de l'ordre de 80 publications par an. Dans les deux cas cela peut paraître modeste compte tenu du nombre de personnes.

BBV: Oui pouvez vous rappeler le nombre de personnes car il y a une différence d'échelle?

BBV: Les chercheurs et ingénieurs que vous recrutez viennent-ils en général des grandes écoles, du CNRS?

BBV: Et est-ce que ils ont été formés en Matériaux, en Physique ou en Chimie?

FM: On a plusieurs catégories. Ceux qui ont fait une thèse sont plutôt Matériaux, mais pas forcément métallurgie. Ceux qui sortent d'écoles ou de grandes écoles ou d'universités européennes sont nettement moins spécialisés.

JL: Sur les brevets, le Groupe Lafarge est également très sélectif. Nous réfléchissons, discutons beaucoup non seulement du côté recherche mais aussi du côté application industrielle et par conséquent commerciale. Nous déposons, au laboratoire central, autour de 20 brevets en moyenne par an, dans les dernières années. Nos chiffres sont beaucoup plus modestesmais le laboratoire central ne comprend que 170 personnes. En revanche, je dois souligner que c'est un chiffre qui est tout à fait remarquable dans notre métier. Parmi nos concurrents, il n'y a pratiquement pas un seul groupe aujourd'hui qui aurait les moyens d'une recherche du niveau de Lafarge ( je connais l'affinité d'Henri VANDAMME avec le Groupe Italcementi). Je crois qu'ils ont un très beau laboratoire aussi à Bergame, une antenne en France, mais je crois que nous sommes les deux groupes qui font exception à la règle. En ce qui concerne les recrutements, nous avons un recrutement d'abord international. Nous avons 11 nationalités parmi les chercheurs au laboratoire central. Nous recrutons bien sûr en France, en Europe et également en Amérique du Nord. Essentiellement ce sont des ingénieurs mais il y a aussi des universitaires, des chimistes pour la majorité mais aussi quelques physiciens et évidemment des mécaniciens. Certains des ingénieurs ont une formation doctorale et ces doctorats sont réalisés pour la plupart dans les Universités ou dans les centres de recherche publics. Mais il nous arrive d'avoir des thèses ou le thésard fait son travail au laboratoire central avec le co-pilotage d'un universitaire.

HA: En ce qui concerne les brevets d'abord. Saint-Gobain doit, toutes activités confondues, déposer de l'ordre de 250 à 300 brevets par an. On ne peut pas parler de politique globale en la matière parce que il y a beaucoup de métiers différents dans le Groupe et il y a surtout beaucoup de marchés différents qui sont servis. Les dépôts de brevets font partie d'une politique de protection industrielle qui dépend évidemment ddu paysage industriel spécifique, et en premier lieu des concurrents. Elle peut varier d'un marché à un autre si bien qu'il n'y a pas de politique globale. C'est vraiment au cas par cas finalement que les décisions de déposer des brevets sont prises ou pas.

HA: Les publications, c'est anecdotique. Je dirais un peu comme François MUDRY, que certains chercheurs aiment bien publier et qu'en général on leur facilite la tâche. Mais ce n'est pas spécialement encouragé et surtout ce n'est pas spécialement gratifié contrairement aux Brevets.

HV: Je pense que si l'on ne veut pas avoir la langue de bois, il faut dire tout de suite que la publication ou la prise de brevets, cela reste un phénomène marginal. Même si les médias aimeraient faire entendre une autre discours sur la recherche publique française, même si on peut avoir des opinions divergentes sur le sujet, mon opinion personnelle est que le brevet n'est pas vraiment notre vocation. Notre vocation c'est plutôt de collaborer avec des groupes industriels, de faire prendre les brevets par ces groupes, et d'y associer comme inventeur, les chercheurs, le public qui a participé à cette recherche. Faire croire l'inverse me semblerait peu honnête.

PB:A propos de ce que vous avez dit sur l'ESPCI: il faut noter qu'il y existe plusieurs types de laboratoires. Notre débat ici ne concerne que des personnes impliquées dans les matériaux, mais des collègues travaillant dans le domaine des dispositifs pourraient avoir un point de vue différent du nôtre. Je ne crois pas que l'on puisse dire qu'il y a une politique unique de l'ESPCI. Certaines disciplines privilégient le brevet et, dans notre cas, comme l'a dit Henri, les brevets sont pris avec les industriels avec qui nous coopérons. Cela dit, il faut savoir que dans l'évaluation des chercheurs, le CNRS valorise bien la prise de brevets: un chercheur qui dépose des brevets est apprécié au CNRS. Mais, comme l'a dit Henri, dans le domaine des matériaux cela reste assez marginal.

EG: Je travaille aussi dans un laboratoire à l'ESPCI où je suis revenu après 12 ans d'absence, laboratoire que j'avais créé il y a une vingtaine d'années autour de la mécanique des solides et des fluides. Je ne n'ai jamais déposé de brevets. Toutes mes tentatives avec l'ANVAR (Agence nationale pour la valorisation de la recherche) se sont soldées par des échecs. Mes seules réussites, c'est quand j'ai pu travailler avec des industriels. Par exemple, dans le cas des cristaux liquides, nous avons inventé des procédés d'ancrage de cristaux liquides. Le groupe d'Orsay a inventé des nouvelles phases de cristaux liquides ferro-électriques qui étaient susceptibles d'applications et qui l'ont été, mais sur lesquelles aucun brevet n'a été pris alors à Orsay. Zéro. Par contre quand arrive au deuxième degré par rapport aux inventions de base, aux niveau des dispositifs, des brevets sont pris mais non par les inventeurs-chercheurs que nous étions à ce moment là sur le sujet.

EG: Pour ma part, j'ai trouvé que la bureaucratie de l'ANVAR était lourde et inadaptée, je n'ai pas du tout été aidé ou encouragé, même si effectivement des collègues ici nous disent que c'est très simple. De plus, il me semble que ce n'est quand même pas l'état d'esprit des universitaires. Ils forment des étudiants qui iront éventuellement dans l'entreprise mais, qui pendant le temps de leur thèse, développent des recherches assez fondamentales même si elles sont très concrètes.

HV: Mon sentiment est que l'ANVAR a perdu et perd encore beaucoup de temps à traiter des cas. Voici un cas typique: quelqu'un trouve un matériau ou une manière de mettre en forme un matériau ou une poudre et va trouver l'ANVAR et demande «qu'est-ce que je peux faire avec ça?» Alors l'ANVAR prend un brevet et puis 10 ans après on se retrouve avec ce brevet qu'on a à soutenir et on ne sait toujours pas ce qu'on va faire du matériau qu'on a trouvé. C'est le genre de chose qu'il faut absolument éviter.

BBV: Parlons aussi de l'échelle des laboratoires universitaires. En terme de potentiel humain combien de personnes forment un laboratoire CNRS ou un laboratoire universitaire?

PB: Notre unité associée au CNRS ("Matériaux Inorganiques") est à cheval sur cinq sites: l'université Paris VI, l'ESPCI, l'ENSCP (École nationale supérieure de chimie de Paris), le Muséum, et le Collège de France. Nous sommes à peu près 60 permanents (enseignants-chercheurs, chercheurs, et personnels administratifs et techniques; le nombre des étudiants (DEA, thésards et post-doc) est d'une quarantaine, donc on arrive à environ 100 personnes Cela reste une petite structure.

EG: Si je considère la structure des GDR (Groupements de recherches), c'est différent. Par exemple, dans le GDR qui fonctionne actuellement sur les problèmes de milieux ou matériaux divisés, si on considère la somme des gens qui y travaillent, qui se réunissent régulièrement, qui ont des échanges, qui publient ensemble, qui font de la diffusion de la science parce que c'est aussi quelque chose qui nous intéresse, qui font des expositions, on arrive au double, environ 100 personnes.

PB: En province, la tendance est à la formation de gros laboratoires: pour d'évidentes facilités de gestion et d'économie d'échelle, le CNRS qui est, en l'occurrence, le grand bâtisseur et le grand décideur, privilégie des regroupements d'équipes et combat la dissémination. Le CNRS cherchant à fusionner les laboratoires, on arrive à ces laboratoires de grande taille, mais leur fonctionnement est souvent l'addition d'un fonctionnement par équipes.

HV: Les Groupements de recherches ou les réseaux en général changent la manière d'organiser la recherche. Quand on a un réseau ou un GDR, on peut se permettre d'avoir un certain nombre de gens qui font des thèses en parallèle, ce qu'on peut difficilement se permettre dans un seul labo. Dans un labo, on travaille en général séquentiellement, on aborde un problème, on avance dans la compréhension, puis on lance une deuxième thèse, une troisième. Dans un GDR ou un réseau, la recherche commence peut être à ressembler à une stratégie industrielle.

BBV: Il y aurait donc un petit rapprochement entre milieux universitaires et industriels, dans la pratique des groupements et réseaux.

BBV: Je ne sais pas si vous avez envie de répondreà cette question: comment choisissez-vous un sujet de recherche.

PB: Dans les laboratoires universitaires, il y a les permanents et les thésards. Or les thésards jouent un rôle extraordinaire: ils ont des idées, ils sont jeunes etc. et j'ai tendance à penser qu'un laboratoire universitaire doit organiser, pour une large part, sa politique scientifique pour les thésards. De ce point de vue, il est incontestable que, quand on travaille sur les matériaux, le financement du thésard est quelque chose de raisonnable. En particulier, quand on a des élèves ingénieurs, les conventions CIFRE (Conventions Industrielles de Formation par la Recherche) avec les industriels sont une règle de financement logique. De ce fait, et en sus des sujets permanents qui sont ceux auxquels, dirais-je, on s'intéresserait contre vents et marées, l'idée de nouveaux sujet peut venir de l'écoute du secteur industriel: le médiateur est souvent le thésard engagé dans une convention CIFRE. En science des matériaux, les universitaires sont parfois mieux armés pour bien répondre aux questions que pour décider de ce que sont les bonnes questions.

BBV: Les conventions Cifre sont-elles du même ordre que les allocations du Ministère?

EG: Je me trouve tout à fait à l'autre bout puisque les thèmes matériaux auxquels on s'est intéressé sont venus plutôt d'une idée un peu fondamentale. Par exemple, pendant de longues années, l'idée de la percolation - c'est à dire le fait qu'un système mal connecté ou incomplètement connecté au voisinage d'un seuil suivant les conditions, est capable de transmettre ou de pas transmettre des efforts, ou de faire passer un liquide, de faire circuler un courant électrique - c'était une idée qui se situait vraiment en amont, même si l'idée initiale venait d'un ingénieur. Cette idée a piloté des recherches, piloté des thèses. .Mais le souci du physicien intéressé par les matériaux sera de ne pas rester trop longtemps dans le domaine académique, de prendre des contacts avec des gens, par exemple dans les milieux pétroliers, ou dans le milieu des matériaux des sols, des géologues ou des géophysiciens. Donc je dirais, éviter de rester dans sa niche, mais il reste que l'idée de départ, l'inspiration , est venue pour nous essentiellement de l'amont.

HV: Je me situerais un peu entre les deux. Je pense qu'il est important de garder l'équilibre entre les contacts industriels directs et l'idée qu'on explore et que l'on convertira peut être ensuite en une recherche plus branchée sur l'industrie. Mais avoir les deux fers au feu en parallèle ça me semble difficile

BBV: Alors de ce côté, chez les industriels, comment choisissez-vous un projet?

HA: Je crois vraiment qu'il y a tous les cas de figures. Pour simplifier, on peut dire qu'il y a trois grandes façons pour un programme de recherche de démarrer. On peut effectivement lancer un projet parce que les concurrents le font, qu'on a du retard et qu'il est urgent de le combler; dans ces cas-là on peut tout de suite affecter des moyens lourds, des ressources importantes à ce projet. A l'autre extrémité du spectre, il y a des sujets qui peuvent démarrer avec un financement très modeste: ce sont par exemple des recherches exploratoires, souvent conduites par des jeunes recrutés, qui souhaitent prolonger un travail de thèse qui n'était pas arrivé complètement à bout, ou bien poursuivre une idée qui leur est venue pendant leur thèse ou qui vient de leur directeur de thèse. Et, suivant les cas, on peut donner un an, deux ans d'observation pour voir si c'est une idée qui tient la route, qui a un sens, qui peut devenir un produit, un procédé industriel et passer à la vitesse supérieure. Troisièmement, il y a les cas pour lesquels j'ai plus de mal à citer des exemples: des projets issus d'une stratégie d'innovation interne particulièrement bien rodée. Evidemment c'est ce que nous essayons de faire, mais je n'ai pas le sentiment que nous soyons très bons chez Saint-Gobain, ni très mauvais peut-être. C'est, à mon sens, le domaine principal où il faudrait que nous soyons capables de progresser.

HA: Effectivement, il y a deux domaines. Dans les domaines d'activités traditionnelles - peut être maintenant vaut-il mieux raisonner par marchés- donc dans les marchés traditionnels que nous connaissons, nous pouvons avoir des idées nouvelles ou une vision de ce que l'avenir peut être. Le problème est plus difficile pour les marchés nouveaux, sur lesquels nous pouvons prétendre à faire quelque chose de par les technologies que nous maîtrisons mais pour lesquels nous n'avons pas encore mis en place de processus d'analyse de marketing avancé, de marketing technologique.

JL: Oui, d'abord je suis d'accord avec ce que Hervé a raconté pour Saint-Gobain, c'est à peu près la même chose chez Lafarge. Mais je vais exposer le cas d'une stratégie délibérée de recherche qu'il n'a pas voulu ou pu illustrer. Voici deux cas, en fait, assez différents. Le premier concerne le matériau de construction, le béton en particulier, extrêmement critiqué pour leur qualité de durabilité. Vous pouvez constater vous-mêmes qu' il y a un certain nombre de dégradations dans le béton. La plupart des dégradations sont dues simplement à une mauvaise exécution, à une mauvaise réalisation de ces bétons. Mais dans certaines conditions, il peut y avoir des phénomènes physico-chimiques qui dégradent profondément et lentement ces bétons. Ce n'est pas un phénomène qui se manifeste en un jour, en un mois, cela prend des années et les mécanismes qui mènent à ces dégradations sont extrêmement complexes. Nous avons délibérément choisi de nous intéresser à ces problématiques du point de vue fondamental. Nous avons financé un certain nombre de thèses, un certain nombre de contrats en France et en d'autres pays pour élucider ces mécanismes, mieux comprendre ce qui se passe. Je dois dire que nous avons obtenu un certain succès puisque les mécanismes que nous avons étudiés sont aujourd'hui compris et admis par une grande majorité des universitaires. Donc, voilà, je pourrais appeler ce type de projet issu d'une décision stratégique, délibérée, la recherche un peu défensive. Le deuxième exemple - qui fait l'objet d'une communication médiatique - serait plutôt une recherche de type offensive, car il s'agit du développement d'un nouveau produit. Cette recherche concerne un béton aux propriétés tout à fait révolutionnaires par rapport à ce qui existe aujourd'hui sur le marché. Nous nous sommes pour cela associés avec deux autres groupes français, Bouygues et Rhodia. Le cas est assez rare pour qu'il soit souligné. D'ailleurs, l'idée de ce béton aux caractéristiques ductiles vient de la société Bouygues, mais ils avaient besoin d'un cimentier, et d'un chimiste. C'est pourquoi ils se sont adressés à Rhodia et à Lafarge. Nous avons décidé d'entrer dans ce consortium à trois et nous avons, pendant six ou sept ans, mené des recherches ensemble qui ont fait appel à beaucoup d'universitaires, à des équipes françaises, essentiellement, une douzaine de laboratoires. Il s'agit de travaux de recherche assez fondamentaux qui ont donné lieu à plusieurs thèses, dans le domaine des physico-chimies de l'hydratation des liants, dans le domaine de la rhéologie, dans le domaine d'interaction organique-minéral, dans le domaine des mécaniques… La convention de recherche fut signée en 1994. Aujourd'hui le produit s'appelle Ductal, c'est un béton avec des propriétés ductiles, avec des performances mécaniques tout à fait remarquables. Voilà un type de recherche qui suppose bien entendu l'implication très forte de nos équipes internes mais qui mobilise également la recherche publique en France. Donc dans ces deux exemples, les projets de recherche procèdent de décisions de stratégies industrielles et touchent à la science fondamentale.

BBV: Apparemment c'est un projet qui a abouti en 8 ans. Est-ce la durée moyenne d'un projet de recherche industriel?

JL: Non, ce n'est pas du tout une moyenne, c'est une exception. C'est pour nous une durée exceptionnellement longue. Nos projets de recherche sont habituellement de durée beaucoup plus courte. Ils sont beaucoup plus orientés vers le court-moyen terme. Le court terme se situe autour de deux-trois ans, le moyen terme autour de cinq. Il est rare qu'un projet dure sept-huit ans.

JL: Oui parce que, chez Bouygues, cela a démarré autour de 1991-1992. On en est presque à dix ans aujourd'hui.

FM: En termes d'horizon de temps on a des projets de recherche à plusieurs vitesses. A un premier niveau, qu'on appelle plus technique, on utilise les connaissances déjà acquises. Ce sont des actions extrêmement courtes, qui prennent moins de six mois, un an au maximum. On ne fait que ré-appliquer ce que l'on sait déjà faire en France ou quelque part ailleurs au Brésil par exemple. A ce premier niveau, c'est intégralement piloté par l'aval. A un niveau intermédiaire - de un à trois ans - le projet est piloté par des clients internes à l'entreprise (direction commerciale ou direction technique). Ces projets sont en général liés à une analyse des marchés ( par exemple dans l'automobile actuellement, pour alléger les voitures, on cherche de nouveaux matériaux plus légers, plus résistants…) C'est pourquoi une grosse partie de notre Recherche & Développement concerne des aciers de très haute résistance pour les automobiles. Dans ce cas, on se trouve en concurrence avec l'aluminium. La concurrence entre matériaux joue à ce niveau. En voici un exemple amusant: mon collègue du béton cherche à me piquer un marché - en mettant de l'acier à la place du béton dans les barrières de sécurité au milieu de l'autoroute et il est allé trouver une solution pour faire cela moins cher que nous. Alors nous, nous sommes en train de trouver un système pour remettre des vieilles barrières de sécurité en acier, qui est bien évidemment moins dangereux.

FM: Pour les ponts, on a trouvé un arrangement. Les ponts de chemin de fer maintenant ont la partie en traction en acier et la partie en compression en béton. Bon cela constitue donc le deuxième niveau, avec une durée d'au moins trois ans. On connaît bien le marché et les objectifs, simplement il faut développer. Quant au troisième niveau, c'est ce que l'on appelle la recherche à plus long terme: de trois à cinq-six ans. Il y a deux aspects dans ces projets à long terme. Soit ils correspondent à un enjeu stratégique: le client interne et la direction générale décidentensemble de chercher dans tel ou tel secteur parce que c'est là dessus qu' on veut lancer une offensive. Soit pour répondre à la concurrence soit pour suivre une tendance sociologique telle que l'attention à l'environnement à notre époque. Je vais prendre un exemple: tous les traitements de surface chez nous sont faits avec du chrome. Dans trois à quatre ans, il n'y aura plus de chrome. Il faut donc faire quelque chose. On se tourne alors vers la compréhension de l'adhérence métal/polymère afin de comprendre finement le rôle du chrome. Et puis il y a un autre aspect: la R & D elle-même peut être frustrée à certains moments parce qu'on lui demande de traiter des sujets qui posent des questions plus fondamentales et personne ne veut financer cette recherche. Alors on se l'offre!

FM: Non c'est fréquent. Quand on nous pose plusieurs fois les problèmes sous une forme un peu différente on se rend compte que derrière il y a un problème un peu plus fondamental qu'on a du mal à comprendre. Et alors on engage cette recherche avec nos crédits centraux.

BBV: L'investissement est-il du même ordre que dans les cas de recherche stratégique ou plus léger?

EG: Concernant la durée d'un projet, on dit 8 ans c'est long mais on n'a pas parlé de la préhistoire. J'ai fait passer une thèse au laboratoire central des Ponts et chaussées il y a quinze ans à un Monsieur de Larrard qui est aujourd'hui Directeur d'un centre de recherche à Nantes, et il s'inscrivait dans cette préhistoire, dans cette réflexion de ces matériaux multi-échelles construit à partir de sphères de diamètres variés , pour conduire , en fin de compte, à du béton avec une granularité très dispersés (des bétons à hautes performances). Avant la phase de recherche industrielle, il y a tout un substrat scientifique, de savoir de base élaboré par des gens qui ne savaient pas bien comment cela allait déboucher vers ce genre de matériaux. Cela aurait pu déboucher vers autre chose et cela débouchera peut être aussi vers autre chose. Quand on raconte l'histoire de la découverte, il ne faut pas oublier cette phase de recherche fondamentale qui n'est pas faite nécessairement par des gens qui viennent d'une communauté matériaux. Elle peut venir des lieux les plus divers. Il faut le dire assez fort, sans quoi on finirait par croire qu'il suffit d'avoir des gens qui bricolent des bons mélanges, des bons procédés, des bonnes structures. Mais il y a eu toutes ce recherches en amont, comme l'ont été les études sur les dislocations pour la métallurgie. Même si elle ne sert pas à réaliser très concrètement tel ou tel nouveau matériau, ou tel dispositif nouveau, cette science en amont conditionne indirectement les inventions de nouveaux matériaux.

JL: J'ai reçu le message. Je suis totalement d'accord, Etienne. Je n'oublie pas la préhistoire l'hydratation du matériau, l'optimisation des classes granulaires et tout ça se sont des choses qui sont la base de nos réalisations…

BBV: Puis-je semer un peu la zizanie entre vous? Je constate que les chercheurs industriels évoquent très volontiers la concurrence, mais vous, les chercheurs universitaires, vous n'avez jamais parlé de concurrence. Pourtant j'ai quand même l'impression que vous ne vivez pas dans un monde angélique où il n'y a pas de concurrence.

PB: Elle est dure aussi, mais ce n'est pas le terme de «concurrence» qui est en général employé. La dureté des rapports peut être la même, mais on parlera plutôt «d'émulation». Et naturellement elle est toujours "saine"… L'exemple sans doute le plus connu est celui des supraconducteurs à haute température critique: il y avait une course entre un certain nombre de laboratoires pour obtenir certains résultats. Si je cite cet exemple c'est parce qu'il est public. Il y avait incontestablement une émulation, chaque laboratoire voulant, par exemple, obtenir une température de transition plus élevée que l'autre. Mais je ne suis pas sûr que la concurrence soit l'unique moteur. Autrement dit, on enregistre cette compétition, cette émulation etc., plutôt «en creux»: un sujet sur lequel il n'y aurait aucune compétition aurait peu de chance d'être excitant; les sujets les plus intéressants sont en général ceux où travaillent beaucoup de laboratoires. Je vois peu de laboratoires universitaires avec une stratégie de contournement de compétiteurs dûment identifiés.

HV: Parfois une petite stratégie de retard à la publication de l'information. Mais…

PB: Pour revenir à la question de la durée moyenne d'un projet de recherche: dans le monde universitaire, la durée d'une thèse est un élément structurant. Une thèse se prépare en trois ans et je dirais que l'on fonctionne sur une base trois-six-neuf. On lance un doctorant sur un sujet pour trois ans, la thèse d'après va permettre de passer à l'apogée, cela va faire six ans, et les trois années qui suivent vont servir à peaufiner certains points et à redéployer le sujet sur d'autres axes. A contrario, je ne pense pas que l'on ait des projets très courts, de l'ordre de six mois - car j'exclus la prestation de service.

PB: J'ai une expérience personnelle intéressante en ce domaine. Je ne suis pas théoricien. Or la plupart des expérimentateurs sont fabuleusement tributaires des équipements de leur laboratoire. Voici un exemple qui concerne un projet industriel On a fait une étude avec Lafarge - pour ne pas le citer. On a monté une belle expérience et, à l'issue de l'expérience, on a décidé d'arrêter et de rétrocéder l'équipement à Lafarge. J'étais sûr, en effet, que si nous conservions cet équipement nous serions enclins à l'utiliser - quand bien même son emploi n'entrerait plus dans la logique des travaux du moment. Je crois que, souvent, c'est l'inertie, au sens mécanique du terme, qui conduit à prolonger les recherches. Je pense que les laboratoires expérimentaux sont terriblement dépendants de leurs équipements, pour l'orientation de leurs études, en particulier pour l'arrêt d'un sujet qui s'épuise. Pour parler familièrement: on a obtenu des crédits, on a mis une «manip» au point et ensuite... on veut la rentabiliser au-delà de ce qu'elle peut faire. Il est parfois difficile d'arrêter. A cet égard, un avantage des mutations géographiques est de couper cet enracinement coupable que l'on a avec les équipements, au motif de leur disponibilité.

BBV: Et dans les laboratoires industriels qu'est ce qui vous fait décider d'arrêter une recherche? Parce que j'imagine qu'elles ne réussissent pas toutes, que tous les projets ne débouchent pas. Auriez-vous un exemple?

FM: Je vais décrire la théorie, on viendra ensuite à la pratique. Donc en théorie lorsqu'on lance une recherche (sauf dans les cas de recherche pour comprendre que j'évoquais tout à l'heure) en principe on fait une évaluation de son coût approximatif et de son enjeu- c'est à dire: combien elle risque de nous rapporter. Parmi les points importants, il faut estimer avec l'appui des commerçants et de l'industriel, combien cela va me coûter d'industrialiser. Combien je vais pouvoir le vendre plus cher que le reste, etc., combien j'ai récupéré d'argent à la fin. Et donc, on arrête les recherches lorsque l'on se rend compte que la rentabilité du développement n'est pas évidente. Et ce n'est pas si terrible que ça que d'arrêter. Certes les gens sont attachés quand même à leur sujet…Mais ils comprennent qu'il est inutile de chercher là où il n'y pas d'enjeu.

FM: Oh non, non, non, on les met sur un autre sujet. Mais enfin abandonner son sujet, ce n'est vraiment pas spontané.

JL: Et bien chez nous lorsqu'un projet est décidé, il a des objectifs définis le plus clairement possible et une durée déterminée. Il y a certes des aléas dans un projet de recherche, mais on essaie de s'y tenir. Nous procédons évidemment aux évaluations dont parlait François. Mais on n'arrête un projet lorsque l'objectif a été atteint, s'il n'y a pas de décisions d'extension, de prolongation. A la fin du projet, les résultats sont transférés sur le terrain, dans les centres techniques opérationnels, dans les usines. Je peux citer le cas d'une méthode d'analyse de nos clinkers, de nos ciments par des méthodes qui ont été développées dans une collaboration avec les universités au centre de recherche de Lafarge. Et lorsque nous avons atteint l'objectif, c'est à dire lorsque nous avons maîtrisé les analyses, alors nous avons formé les gens à cette technique, qui est partie dans les usines et voila le projet est terminé. Dans le cas d'un produit orienté vers une nouvelle application, lorsqu'on a atteint l'objectif, si le marché qui a été analysé avant d'entreprendre ce projet continue d'être positif, le résultat est transféré vers l'unité, vers les business units opérationnelles qui doivent le commercialiser, l'industrialiser et c'est terminé. Evidemment, il y a des cas plus désagréables, lorsque nous nous apercevons que nous allons vers un cul de sac, qu'il n'y a pas de sortie, à cause de problèmes que nous n'avons pas prévus. Cela arrive parfois. Alors une décision est prise.

JL: De telles décisions sont prises par nos correspondants opérationnels. Bien entendu, avec une forte concertation de toutes les parties qui pourraient être intéressées.

EG: Ce que j'ai envie de dire en complément c'est que la motivation principale pour arrêter une recherche n'est pas une motivation négative. C'est parfois parce qu'un sujet s'amplifie tellement qu'il va occuper toute la place et condamner d'autres thèmes de recherche dans le laboratoire. Je peux donner un exemple de sujet qui en ce moment est terriblement actif, au niveau appliqué comme au niveau fondamental. C'est le thème de vieillissement. Le sujet est très riche, très ouvert. Il intéresse depuis longtemps les verres. Il intéresse les gens des milieux granulaires où il y a des effets de tassement qui se passent très lentement. Il touche à des problèmes généraux qui apparemment n'ont pas grand chose à voir avec les matériaux. Dans le laboratoire où je suis, le laboratoire d'hydrodynamique et de mécanique physique ici même à l'ESPCI, des projets se mettent en place, des premières expériences , pour regarder des vieillissements sur un temps long. Mais voilà; quand le projet devient trop important, on est obligé de laisser quelque chose de côté, pour faire de la place. Donc, c'est vraiment beaucoup plus par la naissance de thèmes nouveaux que par la mort d'autres thèmes qu'on peut définir l'évolution des projets à mon sens.

PB: Une anecdote illustre le pouvoir d'attraction de certains sujets. On peut maintenant la citer sans méchanceté, car elle commence à dater. Lorsque les nouveaux supra-conducteurs à haute température sont devenus à la mode, un nombre invraisemblable de laboratoires et de chercheurs, en France comme à l'étranger, se sont précipités sur le sujet du jour au lendemain. Ceux d'entre nous qui sévissaient dans les commissions du CNRS ne pouvaient pas s'empêcher de poser aux chercheurs la question: «Ce que vous faisiez auparavant présentait-il si peu d'intérêt que, du jour au lendemain, vous soyez enclins à tout laisser tomber pour vous lancer sur les supra-conducteurs à haute température?». C'était un mouvement de masse, un effet de mode, stupéfiant. Moi j'ai fait un peu de bateau: si tous les équipiers vont se placer à bâbord, puis brutalement à tribord, bon… Donc, comme le disait Etienne, je crois que dans un certain nombre de cas on abandonne un sujet parce qu'il dure depuis un certain nombre d'années, qu'il n'est pas mal pas mais pas génial non plus... donc si l'on vous montre quelque chose de plus appétissant de l'autre côté de la route on traverse sans faire très attention. Je crains que les universitaires soient plus vulnérables aux effets de mode que les industriels, dans la mesure où ils ont moins de contraintes qui leur interdisent d'y répondre.

EG: Il se trouve que j'étais signataire de l'article supraconductivité dans l'Encyclopedia universalis. Je l'ai écrit il y a longtemps, avant cette révolution. Entre-temps j'ai fait des cristaux liquides, j'ai fait d'autres choses Quand est venu ce soudain regain d'intérêt, les journalistes ont regardé dans l'Encyclopedia universalis, où je ne parlais naturellement pas de ces nouveaux supraconducteurs puisque cela n'existait pas, et sont venus me consulter. Il leur semblait naturel, évident que j'allais me précipiter sur ce sujet. Et j'ai dit: certainement pas, laissons faire les autres, d'abord parce que je me doutais bien que cet effet de mode créerait un régime de compétition féroce qui personnellement ne m'intéressait pas. Il y avait des gens très bien équipés pour le faire. Rappelons nous ces rencontres de l'American Physical Society dans lesquelles les sessions sur les supraconducteurs commençaient à six heures du soir et se terminaient à six heures du matin, avec un défilé d'exposés de 5 minutes chacun. Et puis, pour moi et pour les équipes avec qui je travaillais, il y avait d'autres intérêts à ce moment. Donc, il y a pour moi une résistance à l'effet de mode et je trouve que nous résistons mieux en France que par exemple aux Etats-Unis.

EG: Bon, oui mais ce n'est pas nécessairement ce qu'ils ont fait de mieux. On peut le regretter. Il y a eu dans ce sujet comme dans bien d'autres, une dispersion d'efforts avec un tas d'équipes sous critiques jusqu'à ce que, grâce à Friedel en particulier, on coordonne un peu les efforts à ce sujet, en France, j'entends.

HA: Je pense qu'il y en a moins, car on mesure mieux les efforts qui sont affectés. En fait, je pense que cela passe par un filtre qui met à l'abri des effets de mode exagérés. Cela ne veut pas dire pour autant que nous pouvons nous permettre d'ignorer les vents de la mode. Nous avons aussi éprouvé le besoin d'alimenter des réflexions sur les supra-conducteurs haute température. Et je suis bien placé pour en parler puisque justement à cette époque là j'ai piloté un programme du Ministère de la Recherche, qui associait trois industriels français, sur les nouveaux supra conducteurs d'oxyde. Et nous avons dû chez Saint-Gobain dépenser l'équivalent de six millions de francs en deux ans sur ce sujet pour décider d'arrêter brusquement au bout de deux ans et demi. Voila donc un cas de sujet de recherche qui s'arrête brusquement parce que finalement on se rend compte qu'il n'y a rien au bout, du moins dans un avenir prévisible. Donc, les effets de mode on ne peut pas y rester insensible et il faut avoir une réflexion parce qu'une mode parfois peut s'installer durablement et finir par ouvrir des perspectives très intéressantes.

Pour revenir à la question générale «comment choisir les sujets», je crois que jusqu'à présent, du côté industriel, on a surtout vu l'aspect «comment décidons-nous de lancer tel projet plutôt qu'un autre?». Il peut être plus intéressant sur le plan de la relation entre la recherche industrielle et la recherche scientifique, de considérer cette question: «quelles nouvelles compétences devons nous développer pour mieux préparer l'avenir?» Et cette question nous rapproche davantage des universitaires. De fait, nous ne pouvons pas y répondre sans mettre en branle nos circuits, nos réseaux dans les laboratoires universitaires où bien entre collègues industriels. Aujourd'hui par exemple, un domaine sur lequel nous avons décidé de bâtir des compétences, parce que nous espérons de cette façon là élaborer des matériaux qui gagnent, est celui des matériaux hybrides qui sont à la fois inorganiques et organiques, où l'inorganique et l'organique sont mélangés, mixés au niveau moléculaire. Ce genre de projets visant à démarrer de nouvelles compétences est très prenant: il mobilise de l'argent, conduit à recruter des gens ayant un profil différent de ceux que l'on recrute habituellement. Autrement dit, nous ne pouvons pas nous permettre de nous y livrer deux fois par an. Le filtre finalement, à mon avis, il est là. Il est dans la capacité que nous avons à lancer des choses véritablement nouvelles. Cela exige des efforts, de l'argent et donc nous le faisons peu. Autrement dit, il faut le faire bien après une soigneuse analyse du potentiel.

EG: Mais là dessus il y a toute la veille que peuvent apporter de façon beaucoup plus large finalement des laboratoires universitaires. Par exemple, j'ai commencé à travailler sur un sujet qui a à voir avec ces matériaux hybrides parce que je m'occupe d'un gros centre de matériaux à Santiago du Chili sur la coquille d'œuf. Est ce que c'est un sujet qui vous intéresse - la coquille d'œuf? C'est un matériau dans lequel les propriétés mécaniques dépendent de quelques ingrédients organiques qui vont faire durcir en deux jours cette coquille dans son trajet dans l'oviduct et lui conférer ces propriétés sans lesquelles finalement l'œuf n'existerait pas, car ce serait un truc mou.

JL: Ca nous fascine Etienne, ça nous fascine. Mais bon, nous les industriels, nous constatons qu'il y a la consolidation à froid des coquilles d'œuf, des coquillages et les propriétés de ces matériaux naturels sont fantastiques. Si nous savions reproduire les propriétés de ces coquillages ou de ces coquilles d'œuf je crois que cela serait une véritable révolution. Mais bon.

EG: Dans ce centre de recherche de Santiago, on fait de la co-croissanceavec de l'apport matériau organique d'un côté, le matériau inorganique de l'autre et on observe comment l'interdiffusion et la réaction se font et conduisent au durcissement. Bien sûr c'est une recherche qui est très en amont mais ce que je voulais dire c'est qu'il faut regarder un spectre extrêmement large de compétences quand on décide d'aborder un sujet comme les matériaux hybrides. Je ne doutais pas évidemment que vous aviez pensé aux coquillages ou aux coquilles d'œuf. Mais j'avoue quant à moi, qu'il y a cinq ans je n'y aurais pas pensé.

PB: C'est par exemple une question intéressante de comprendre pourquoi, alors que l'ossature de la poule est en phosphate de calcium, ses œufs ont une coquille en carbonate de calcium, comme les coquillages. Jacques Livage, maintenant professeur au Collège de France dans notre unité CNRS, a un bel enseignement sur la biominéralisation. Un domaine actif en ce moment dans la recherche en matériaux concerne non les carbonates de calcium mais simplement les silices. En particulier, des matériaux mésoporeux mis au point par les pétroliers vers les années 1992, et qui constituent une véritable révolution. Cela montre que, en prenant appui sur ce que fait la nature, on peut reproduire une organisation hybride, au sens de mélange intime organique/inorganique. Hervé Arribart connaît ça parfaitement, parce que cela touche au domaine du biomimétisme qu'il aime tant. Il est vrai qu'en général on fait moins bien que la nature: on va moins vite et en plus on réclame des droits de péage: des conditions de température, de pression,…beaucoup plus contraignantes que celles de la nature qui, elle, est capable de travailler dans l'eau de mer, à température ambiante etc. Cet exemple montre l'importance de la mixité des cultures, qui est un point fort de la science des matériaux, dont nous n'avons pas encore assez parlé. Je crois qu'il est difficile d'avoir une avancée forte de la science des matériaux en restant strictement mono disciplinaire. Mais il est une question que je voulais poser, et à laquelle je n'ai pas de réponses, mais je crois que c'est une question clef: est-ce que la science des matériaux en elle-même est réellement créatrice ou bien est-elle simplement assembleuse de compétences? Je ne suis pas sûr qu'elle soit toujours créatrice, mais l'assemblage des compétences (venant des avancées de la physique, de la chimie, de la biologie... qui en retour bénéficieront peut-être des avancées de la science des matériaux) est requise. Qui dit assemblage de compétences dit qu'on est obligé d'être à l'affût de ce que font les voisins. Si, par exemple, vous êtes «solidiste» vous devez chercher à savoir que font les organiciens; si vous êtes polymériste, ce que font les métallurgistes…

PB: Il n'est bien entendu jamais possible de rassembler toutes ces compétences et il y a, de ce point de vue, une difficulté en France pour ce qui concerne l'évaluation des chercheurs. Je parle naturellement du monde académique. Qu'il s'agisse des commissions du CNRS ou des évaluations universitaires, les chercheurs sont jugés par les pairs dans des disciplines qui sont relativement cloisonnées. Certes on exalte la pluridisciplinarité, la transdisciplinarité etc., mais quand on en arrive à débattre des promotions, avec nécessité de choisir entre Pierre et Colette, ce n'est plus très favorable pour le candidat d'être assis entre deux chaises. Ce qui veut dire que si, au sein d'un laboratoire un peu gros, on a intérêt à mélanger les compétences, il reste que la situation des carrières de chercheurs en France est assez cloisonnée.

PB: Si, mais in fine on sera jugé par rapport à une discipline de référence. On vous dira: vous faites de la science des matériaux c'est bien, mais vous êtes d'abord physicien, ou chimiste, ou mécanicien…C'est d'ailleurs légitime si l'on veut éviter que la science de matériaux ne devienne le ventre mou de la science. Donc il y a un équilibre à trouver, mais ce n'est pas facile.

HV: Je pense qu'on est malgré tout très en retard dans ce domaine là, même si on a les compétences, on n'est pas en mesure de les rassembler. J'ai en tête un article paru dans Nature il y a quelques mois relatif à la famille des matériaux dont on discute là. Dans le même article, il fallait réunir des compétences physique moléculaire avec des lasers femto, de génie génétique pour modifier la membrane d'une cellule, de croissance de silice et tout ça ensemble. Je ne vois pas un seul groupe en France capable de faire ça.

BBV: Donc si je comprends bien, vous, les chercheurs universitaires, avez la contrainte des commissions d'évaluation. Vous, dans la recherche industrielle, vous avez la contrainte du marché, la contrainte de l'aval. Mais n'est-elle pas plus favorable à une approche multidisciplinaire que le milieu académique?

JL: Ce n'est pas un problème. J'ai décrit au début l'organisation du laboratoire central dans le groupe Lafarge. Les compétences ne se déclinent pas évidemment par discipline scientifique au sens fondamental qu'on donne à ce terme au CNRS. C'est à dire que les disciplines que l'on cherche à assembler ne sont pas la physique et la chimie. Mais notre organisation est telle que nous avons regroupé des spécialistes de chimie d'hydratation des liants, un spécialiste de synthèse organique parce qu'il y a beaucoup d'organique qui entre dans nos matériaux. Pour l'autre pôle qui est les matériaux structurés, nous avons des mécaniciens. Nous avons en plus un pôle de compétences génie de formulation, qui comprend des spécialistes des interactions organo-minérales notamment, tout ce qui se passe aux interfaces, et tout cela au niveau fondamental. Dans le cas d'une recherche sur projet, une recherche qui a des objectifs, le chef de projet choisit les compétences les plus pertinentes pour mener à bien son projet dans les différents pôles de compétences plus fondamentales. Donc pour nous ce n'est vraiment pas un problème de réunir au sein d'un même laboratoire des spécialistes des divers domaines dans les équipes de ce type là. C'est certainement plus facile que dans un milieu universitaire qui a une organisation plus traditionnelle.

PB: Je voudrais ajouter que souvent les industriels nous aident car, précisément, pour un même projet industriel on doit regrouper différentes spécialités. Je vais prendre l'exemple de la métallurgie: dans une section du CNRS il y a peu de chance qu'un spécialiste de la corrosion croise un spécialiste des propriétés mécaniques. Or, dans bien des cas, le métallurgiste doit traiter à la fois le problème des performances mécaniques des aciers et celui de la corrosion de ces mêmes aciers. Souvent, c'est l'industriel qui, sur un même projet, va aider au couplage avec un mécanicien, un physicien, un chimiste - pour se limiter à ce tripode.

BBV: Et tout à l'heure, Philippe, vous parliez du problème du génie des matériaux par rapport au type de recherche que vous faites. Comment définiriez vous le génie des matériaux.

PB: Il s'agit, ayant compris, de fabriquer. De ce point de vue, les différences sont importantes suivant les types de matériaux. En métallurgie, il y a séparation entre les industriels qui fabriquent des semi-produits et les industriels qui ensuite les exploitent, les coupent etc. En revanche, dans le cas des céramiques - moi je suis essentiellement un céramiste - il n'y a pas, à Limoges par exemple, quelqu'un qui fabrique des blocs de porcelaine dans lesquels un autre vient ensuite découper les assiettes. Un céramiste fabrique le matériau en même temps qu'il fabrique l'objet. Donc dans ce cas on ne peut vraiment pas séparer science des matériaux et génie des matériaux. Je pense qu'en métallurgie c'est plus aisé, car par exemple les physiciens des métaux peuvent faire une belle science sur des matériaux qui ont été élaborés par d'autres. Je considère que si l'on ampute la science des matériaux du génie des matériaux (et vice et versa), on a une vision biaisée des vrais problèmes. Science des matériaux et génie des matériaux sont comme les deux côtés - pile et face - d'une même médaille.

EG: L'exemple de l'assiette est frappant, évidemment. J'ai longtemps travaillé dans le cadre du conseil scientifique de Pechiney. Dans l'aluminium c'est un peu la même chose. Une fois qu'on a dit aluminium on a pas dit grand chose. Cet aluminium sera une feuille, cette va s'oxyder, elle va éventuellement se corroder. Donc on est vraiment amené à regarder l'aluminium qu'on va fabriquer en fonction de la mise en forme, et des états de surface qu'il va donner…

PB: Je pense que dans tous les matériaux il y a cette même dualité, mais pour les céramiques et les polymères, elle est plus facilement mise en évidence que pour d'autres matériaux. Et je crois que cela pose une énorme difficulté pour les laboratoires universitaires, à cause des effets d'échelle. Chacun sait que tant que l'on n'a pas envisagé les processus de fabrication, beaucoup de matériaux sont potentiellement remarquables. Mais la difficulté pour en faire des produits, des objets, des composants - quel que soit le terme que l'on emploie - c'est le passage à l'échelle pertinente pour la production industrielle. De ce point de vue, les effets d'échelle sont vraiment des choses extrêmement importantes. L'acide sulfurique n'est devenu un produit industriel que dès l'instant où on a mis au point des synthèses industrielles, de même pour l'ammoniac. Donc je pense que, en science des matériaux, et surtout en génie des matériaux, se couper complètement du monde industriel c'est faire ce que Hubert Curien appelle la RANA (Recherche Appliquée Non Applicable). Je répète que la possibilité de déboucher bloque souvent aux niveaux de l'élaboration du matériau et de sa mise en œuvre, donc du génie du matériau.

BBV: Ce passage du matériau de laboratoire au matériau à l'échelle industrielle, est-ce un thème privilégié dans vos centres de recherche industrielle? Parce qu'il me paraît évident qu'un laboratoire académique ne peut pas prendre çela en charge. Si c'est le laboratoire industriel qui le prend en charge, qu'est ce que ça implique comme investissement? Est-ce ce qui coûte le plus cher ou est-ce la prospection, la phase d'exploration auparavant?

HA: Je veux bien répondre à cette question. Je crois vraiment que c'est un point fondamental Il faudrait évaluer - je me suis souvent promis de le faire - quelle est la part de nos budgets dans les centres de recherche industrielle, qui sont consacrés à la recherche en amont - disons un peu comparable à ce qui se fait dans les centres de recherche universitaire - et la part de budget consacré à l'upscaling - je ne trouve plus le mot français - à la mise à l'échelle de la structure et du procédé qui nous intéresse, pour en faire un véritable produit. Je prends l'exemple du vitrage. Dans le domaine du vitrage, nous avons une dimension de base qui est 3x4 mètres, soit 12m². C'est la dimension standard d'un panneau de verre sur lequel, par exemple, nous avons à effectuer des dépôts de couches minces pour apporter des propriétés optiques ou des propriétés d'adhésion particulières. Il est évident que, quand on pense à une propriété qu'on souhaite apporter par un dépôt de couches minces on ne va pas commencer sur douze mètres carrés. On va commencer en général sur un petit échantillon. Mais pour chaque dimension les problèmes à résoudre sont différents. Si bien que finalement notre recherche dans ce domaine aujourd'hui est organisée, structurée par les dimensions des échantillons sur lesquels on travaille. On commence par du 5 x 5 cm², c'est encore à la portée d'un laboratoire universitaire. L'échelle supérieure n'est déjà plus à la portée d'un laboratoire universitaire, c'est 30 x 30 cm² et c'est le centre de recherche industrielle qui le fait. Ensuite, ça passe en développement industriel pour terminer avec ce plateau de 3 x 4 m². Et je suis sûr que nous consacrons au moins la moitié de nos budgets de recherche, pour franchir ces différentes étapes, alors même qu'on part d'une idée ou d'un échantillon qui marche bien au laboratoire. Alors pourquoi est-ce que je ne dis pas plus que la moitié, ce qui pourrait paraître plus réaliste? C'est que nous consacrons environ 35 % de nos budgets de R & D à résoudre des problèmes liés au thème qu'Etienne a abordé tout à l'heure, au vieillissement, c'est-à-dire à améliorer la durabilité de nos produits.

EG: C'est un secteur sur lequel des compagnies concurrentes acceptent de travailler ensemble.

JL: Tout à fait, la durabilité, nous concerne aussi comme je l'ai évoqué au début. Je me contenterai simplement de citer ce qu'on trouve dans tout livre de management de la R & D industrielle: les coûts coût de la recherche, du développement et de l'industrialisation d'un produit, suivent un rapport de 1 à 10 à 100. C'est la moyenne, en tout cas nous la vérifions dans nos domaines.

BBV: Je voudrais, si vous le voulez bien, qu'on passe maintenant à la question du pluriel des matériaux. Vous travaillez chacun dans une branches différente, le verre, le béton, le métal, les polymères, les grains, les céramiques etc.…Et vous rencontrez cependant des thèmes communs: l'un au moins a émergé qui est le vieillissement. Mais je suppose qu'il y en a d'autres. Quels sont ces thèmes communs? Sont-ils des moteurs de votre recherche aujourd'hui.? Je pense par exemple aux surfaces, qui ont été évoquées à plusieurs reprises ou encore au biomimétisme que l'on a aussi évoqué tout à l'heure. Est-ce ce que ces thèmes sont des sortes de mots bannières auxquels on se rallie parce qu'il y a des offres de crédits ou… Je suis contente que cela soit filmé parce que vos visages portent des réponses très éloquentes. Qui veut prendre la parole?

EG: Amon avis, il ne s'agit pas du tout de bannières. On a un langage de base commun, sans quoi on ne serait pas là, tous les six, autour de cette table se connaissant presque tous. Je pense qu'effectivement la matière hétérogène est une composante qui est relativement commune à bien des recherches en matériaux. Et s'il y a vieillissement, c'est parce que cette hétérogénéité évolue plus ou moins directement dans le temps. Et de ce point de vue, par rapport au cristallographe d'antan, on des approches très spécifiques, telles que la percolation. A l'opposé, il y a d'autres méthodes qui consistent au contraire à homogénéiser. Un deuxième point qui est commun c'est la prise en charge de la multiplicité d'échelles. C'est relativement nouveau, on n'en parlait guère il y a un demi-siècle. Non seulement du point de vue pratique, ce n'est pas du tout la même chose de réaliser une petite surface, une grande surface, mais même du point de vue fondamental, quand on change d'échelle d'échantillon ou d'échelle d'observation, on n'est pas simplement en train de multiplier des tailles. C'était connu depuis longtemps pour les lois de la fragilité. Pour un objet de structure microscopique donnée, plus il devient gros, plus il devient fragile parce que plus il a la chance de contenir des défauts importants. Ces deux thèmes - hétérogénéité de structure et multiplicité d'échelles - me semblent faire partie d'un langage commun à tous les chercheurs en matériaux qu'ils soient dans un laboratoire universitaire qui recrute des jeunes venant de la physique statistique ou dans un laboratoire industriel qui recrute des ingénieurs ou des techniciens des matériaux.

PB: Je voudrais rebondir sur le problème d'échelle. Il y a une définition que je trouve superbe du mot «matériau», qui est due au regretté Robert Collongues. Robert disait: «Le matériau est un solide utile». Je trouve cette définition merveilleuse parce que brève et claire. Un solide «utile» veut dire qu'un matériau ne prend son sens qu'en débouchant sur l'objet. Concernant les effets d'échelle, Robert a fait partie des précurseurs en s'intéressant aux échelles intermédiaires. L'échelle qui pendant des années a été négligée, c'est l'échelle intermédiaire entre le macroscopique et le microscopique, ce qu'Etienne a justement appelé l'échelle mésoscopique (la mode actuelle est le «nanoscopique», même si l'on emploie souvent ce terme alléchant pour caractériser l'échelle du micromètre, - mais ça c'est une parenthèse). Or pour reparler de la science et du génie des matériaux, le problème est qu'il y a une longueur d'avance de la science des matériaux, qui comprend, par rapport au génie des matériaux, qui produit. C'est dire que maintenant on sait décrire pratiquement les trois échelles, mais on ne sait pas encore architecturer les échelles intermédiaires. Autrement dit, on sait jongler avec les molécules etc. à l'échelle de la structure du cristal, la structure au sens cristallographique et on sait gérer macroscopiquement les propriétés de l'objet. Mais pour les échelles intermédiaires, où on commence à mieux comprendre, on a du mal encore à fabriquer. Un exemple est celui des coquillages: on connaît les performances de la particule de calcite isolée, on connaît les performances du petit joint polymère entre les deux, mais on ne sait pas architecturer un coquillage de synthèse dans lequel chaque brique de calcite se trouverait cimentée à sa voisine avec un peu de mortier polymère.

BBV: Donc le faire est en retard sur le connaître, la technique est en retard sur la science.

PB: Il est plus commode de comprendre que de fabriquer bien sûr. C'est pourquoi nous autres, universitaires, avons choisi le plus simple, qui est de ne pas fabriquer!

BBV: C'est quand même du point de vue historique un beau renversement, parce que dans la plupart des matériaux traditionnels comme le métal, le verre ou les céramique, les techniques on été très en avance sur la science. On a su fabriquer des matériaux aux propriétés remarquables sans comprendre le pourquoi de leurs propriétés.

HV: Moi je voudrais revenir sur cette définition que Philippe a rappelée du matériau comme solide utile. C'est vrai qu'on a l'habitude de considérer que le matériau est forcément quelque chose de solide. Mais cette notion là est en train d'être dépassée. Dans la mesure où l'on prend de plus en plus souvent les objets vivants comme exemples de matériaux à propriétés extraordinaires. On se trouve là, devant des cas d'école, où la différence entre matière dure et matière molle s'estompe complètement. Pour moi, un matériau, c'est de la matière au travail. Et la matière au travail, cela peut être à la limite un gaz dans un dispositif, tel qu'une mousse par exemple. Le gaz de la mousse fait partie des propriétés de la mousse. C'est un premier point. Le deuxième point - qu'Hervé pourrait dire peut être beaucoup mieux que moi - c'est que ce qui est unificateur à l'heure actuelle, c'est l'intégration entre structure et fonction. A nouveau, la matière vivante fonctionne comme exemple. C'est, pour reprendre le mot de Philippe, pousser jusqu'au bout la notion de microstructure. Jusqu'au point où on ne peut plus faire la différence entre les différents matériaux qu'on a assemblés, cette généralisation donne lieu à ce type de fonction, à ce type de comportement. Ou bien est ce que c'est l'objet avec sa structure à toutes les échelles qui a généré cette fonction particulière. On arrive à un point où la distinction devient de plus en plus difficile à faire. La microstructure devient la fonction en quelque sorte et il me semble qu'on se retrouve beaucoup autour de ces notions là.

HA: A la question "est ce qu'il y a des éléments ou des notions fédératrices pour tous les matériaux", j'ai peut être deux ou trois réponses concrètes tirées d'un passé récent. Dans les vingt années passées, je vois émerger trois problèmes fédérateurs. Le premier relève du mésoscopique et des matériaux hétérogènes, il s'agit des composites. Les composites sont fédérateurs, peut être ont-ils plus d'importance chez Saint-Gobain que chez Arcélor. Ils me semblent néanmoins fédérer toutes les catégories de matériaux. Un deuxième thème, assez proche, c'est celui des multi-matériaux. Cette fois ci, on assemble différents matériaux entre eux, sans pour autant les mixer à un niveau mésoscopique. C'est par exemple, faire des pare-brises feuilletés en associant des feuilles de polymère et des feuilles de verre. On trouve tout à fait l'analogue avec les tôles feuilletées, avec les feuilles de polymère entre deux feuilles de tôle. Or cela a demandé, ça nous a demandé dans l'industrie comme dans les laboratoires publics qui y travaillaient aussi, d'apprendre à maîtriser les interfaces. Toute une physico-chimie des interfaces, la compréhension des phénomènes d'adhésion a énormément progressé dans les 20 dernières années et cela nous permet aujourd'hui finalement d'associer n'importe quel matériau avec n'importe quel autre et d'en tirer des bénéfices. Et puis un troisième thème, est celui de la fonctionnalisation des matériaux par la surface, par des traitements de surface ou en déposant sous forme de couches minces d'autres matériaux sur les surfaces. Cela est particulièrement vrai dans le cas que je connais bien, celui des vitrages, mais les problématiques peuvent être exactement les mêmes dans les matériaux métalliques par exemple. Ce sont des sujets dont nous pouvons parler ensemble et dont nous avons beaucoup parlé ensemble pour certains d'entre nous, et dont nous aurons encore à parler ensemble ainsi qu'avec les collègues de l'université.

EG: Je n'aurais pas limité les multi-matériaux à ta définition. Il est clair que des inclusions à l'intérieur d'un matériau, voire des inclusions microscopiques font des multi-matériaux, les polymères séquencés aussi. Peut être peut-on dire de façon plus générale, que l'élément commun est l'introduction volontaire de composants qui ont des propriétés physiques, chimiques, mécaniques suffisamment différentes à toutes les échelles, macroscopique ou même microscopique: par exemple mettre des inclusions pour limiter la fracture d'un verre, ou mettre du vide…cela fait du multi-matériau.

HA: La frontière est un peu difficile à définir entre multi-matériaux et matériaux composites.

EG: Bon, d'accord. Quand même je peux tenter de la définir. Par exemple si on mesure en fonction de la température les propriétés dans le cas d'un composite à deux constituants tu vas obtenir une propriété moyenne, par exemple, une chaleur spécifique qui va évoluer continûment. Dans l'autre cas, on va observer deux paliers. On doit pouvoir définir une distinction de ce genre.

PB: Il ne faut pas, sous la pression du politiquement correct, aller trop loin dans l'exaltation des effets bénéfiques du mélange! Il y a des exemples de matériaux où, en combinant plusieurs phases, on combine non pas les performances, mais les inconvénients, et il reste que certains matériaux, par exemple pour des applications optiques, doivent être simples et purs: un mono-cristal pur aussi exempt de défauts que possible. Dans la plupart des cas, il est vrai que c'est en gérant l'hétérogénéité qu'on arrive à fonctionnaliser au mieux la matière. Mais n'en faisons pas tout de même une religion, un principe absolu. Pas de religion non plus pour le biomimétisme et l'admiration d'une Nature serait le guide souverain: ce superbe matériau qu'est l'acier inoxydable n'a pas été inspiré par Dame Nature!

FM: J'ajouterai simplement que dans la plupart des écoles maintenant ou des universités, il y a des étudiants qui sont formés à la science des matériaux. Auparavant, on recrutait des métallurgistes, des céramistes. Maintenant les gens qu'on recrute sont tous «science des matériaux». Et ils ont tous les éléments qu'il faut pour pouvoir travailler.

EG: Et pourquoi est ce que vous voulez qu'ils soient tous «science des matériaux». Pourquoi pas physiciens des liquides, mécaniciens…

FM: Attendez, je me suis mal exprimé. Je n'ai pas voulu dire qu'on ne recrute pas des scientifiques spécialisés. On prend des électroniciens ou des gens comme ça, enfin on prend différentes personnes. Mais là j'étais en train de dire, que dans le temps, effectivement il y avait dans nos écoles ou dans les universités, une formation spécifique de métallurgie, elle n'existe plus. Les étudiants savent aussi ce que c'est qu'une transformation de phase, ils savent ce que c'est qu'une précipitation, ils savent ce que c'est qu'une mise en œuvre. Donc il y a vraiment un langage commun à l'ensemble des matériaux. C'est à dire un polymériste n'aura aucun problème pour faire autre chose que des polymères.

HA: Je voudrais répondre à Etienne. Il a soulevé un point que l'on débat souvent en interne parmi les industriels des matériaux. Est-ce que nous devons recruter des candidats, des étudiants ayant le profil matériaux. Doit-on chercher déjà chez chaque individu la pluridisciplinarité ou bien est ce qu'il ne vaut pas mieux, et ça c'est davantage mon point de vue, continuer à recruter des bons physiciens des solides, des bons chimistes organiciens et faire que la pluridisciplinarité se fasse dans les équipes plutôt que dans le cerveau de chaque individu. En fait nous pratiquons un peu les deux.

BBV: Un dernier point, avant que vous ne soyez tous épuisés. Vous avez tous des collaborations internationales, je suppose. Ou vous travaillez, tu l'as signalé Etienne tout à l'heure, dans des pays à l'étranger. Comment percevez-vous les différences de style d'un continent à l'autre. Je considère l'Europe comme une bloc.. Est-ce que vous sentez que les approches matériaux sont différentes, que vous n'avez pas forcément le même langage, la même culture? Est-ce que, par exemple, vous fréquentez plutôt les congrès européens ou plutôt les congrès américains ou asiatiques? Comment voyez-vous la géographie des matériaux? Comment se présente le paysagepour vous, Philippe?

PB: Je continue à être impressionné par l'efficacité d'une approche japonaise, pour ce qui est de "l'utilité". Ce qui me frappe, c'est que les collègues japonais connaissent extraordinairement bien les domaines d'application vers lesquels ils souhaitent développer leur talent.

PB: Oui, absolument. Donc pour parler franglais, entre les approches top down et l'approche bottom up il est certain que les Japonais, dans les domaines que je connais naturellement, ont une remarquable efficacité pour remonter de l'aval vers l'amont. Quant aux Américains, pour nous limiter à deux pays, leur force est d'avoir très bien réussi à mélanger dans un même laboratoire physiciens, chimistes et mécaniciens, cette approche ternaire est une réussite. En France, on associe bien physiciens et chimistes, il n'y a plus pratiquement aucune barrière, mais le ternaire avec les mécaniciens, n'est pas commode à gérer. J'estime que, de ce point de vue, on a une leçon à tirer des anglo-saxons, qui ont été porteurs d'une vision unitaire de la science de matériaux. Mais la partie génie des matériaux, que j'aime tant, et les poly-matériaux, que je connais un peu, sont mieux cultivés chez les Japonais. En fait, Japon et USA sont ici deux pôles complémentaires: la France est bien placée entre des deux pôles. Donc pour moi, ce sont deux pôles opposés en quelque sorte et complémentaires.

JL: Si vous permettez, je voudrais rebondir sur la connaissance de l'aval par les universitaires japonais. Je connais personnellement peut être une bonne demi-douzaine d'équipes au Japon, peut être plus. Et j'ai constaté que chaque professeur, ou leader d'équipe est associé à un groupe industriel. Il est conseiller ou il est même financé très directement par ce Groupe. Ils ont une liberté de cette interaction qui est très différente de la nôtre, ici en tout cas en France bien qu'elle se soit énormément améliorée dans les dernières années, il faut le dire. Mais les universitaires japonais connaissent très bien cet aval parce qu'ils sont directement associés avec les industriels japonais et ils connaissent très bien le terrain, le marché.

BBV: Et dans votre domaine spécifique la France occupe-t-elle une bonne position à l'échelle internationale? Est-ce que la France compte où est ce qu'on est un peu à la périphérie.

FM: Dans les domaines ici représentés, dans les domaines matériaux de grande diffusion, je dirai oui. Pour le verre, on est numéro un mondial. Et pareil pour l'acier et les ciments.

FM: Effectivement sur les matériaux plus fonctionnels, on serait moins bien placés. Mais pour les matériaux de grande diffusion, on est certainement bien placé.

JL: Oui nous sommes effectivement, tous les trois groupes présents ici des leaders mondiaux. Je voudrais quand même dire qu'en France, la recherche publique ne soutient peut-être pas assez ces matériaux traditionnels; elle pourrait être plus réactive et la communication pourrait être meilleure. Nous avons d'excellentes équipes de recherche publique qui sont assez dispersées et je crois que ces réseaux ne sont pas assez visibles, ne sont pas assez mis en lumière et n'ont probablement pas, selon moi, assez de soutien, de financement public.

EG: Je voulais revenir sur l'intégration réussie de la physique, de la chimie que, en France en tout cas, l'intégration avec la mécanique traîne. Je pense qu'il y a un amélioration notable au niveau des jeunes générations. Le cas de la sidérurgie est un cas relativement modèle où mécaniciens et physiciens ont bien travaillé ensemble, ont constitué des grands laboratoires communs comme l'Institut de recherche sur la sidérurgie (IRSID). Par contre, ça ne s'est pas fait ailleurs. .Je crois que nous devons militer pour qu'effectivement les formations que nous donnons aux jeunes, incluent pour les physico-chimistes, les approches mécaniques, les approches rhéologiques de façon plus générale et de la même façon que pour les jeunes qui font de la mécanique des milieux continus, on ajoute un peu de physico-chimie. Et nous avons voulu réformer le système de l'agrégation - puisqu'en France on forme beaucoup des chercheurs par l'agrégation - nous avons proposé qu'on ouvre les agrégations de physique et chimie qui sont des options beaucoup trop formelles. Nous y avons travaillé. Et bien, vous savez ce qui s'est passé. On a créé une troisième option qui s'appelle l'option de procédés physico-chimique. Alors qu'on aurait pu très naturellement à l'intérieur de ces mêmes options traditionnelles inclure des matériaux et des procédés, ce qui aurait été utile et pour les jeunes physiciens et pour les jeunes chimistes et pour les jeunes physico-chimistes. C'est peut être un peu hors débat par rapport à la dernière question, mais en tout cas c'est une faiblesse dont personnellement les scientifiques de ma génération ont souffert en France de ne pas intégrer suffisamment la mécanique à la physico-chimie.

PB: Un exemple: si vous demandez à un élève ingénieur d'une école de chimie s'il se sent «responsable», en quelque sorte, en tant que chimiste, des propriétés physiques des matériaux, par exemple de son indice optique, il vous répondra: Oui. Mais si vous lui demandez: vous sentez vous aussi responsable de la résilience? 1) Il ne connaîtra pas encore le terme, il faudra le lui apprendre. Et 2), il dira: « ça c'est de la mécanique». Et quand on lui explique que les caractéristiques mécaniques d'un matériau résultent de sa structure au même titre que l'indice optique, il en sera étonné. Donc, comme disait Etienne, je crois que la mécanique doit être intégrée comme une caractéristique parmi d'autres, sans antagonisme.

HV: Le complément de la chimie physique reste la spectroscopie et pas encore la mécanique. Voilà c'est ça.

EG: Les propriétés électromagnétiques et pas les propriétés mécaniques, Or la réponse mécanique d'un solide à un champ de contrainte peut être mise en regard de sa réponse à un champ électromagnétique; elle est toute aussi importante.

HV: Pour revenir à ta question concernant le regard qu'on peut porter sur l'étranger. Je suis d'accord avec ce que Jacques a dit, il faut structurer les réseaux. Et puis au niveau des sociétés savantes, là aussi on fait des progrès. On ne peut pas ne pas être impressionné par cette société savante la MRS (Materials Research Society) qui structure complètement le domaine au niveau mondial plus qu'aucune autre société savante dans le domaine des matériaux.

BBV: Est-ce que vous pensez que pour mieux structurer le domaine en France, il serait souhaitable que le Gouvernement tente à nouveau des opérations comme le PIRMAT.

PB: Il se trouve que j'ai été président du PIRMAT, à l'époque où Gérard Beck en a été le directeur, et que j'ai assuré cette charge avec enthousiasme. Mais il faut se méfier d'une approche trop globalisante: si l'on est courageux, en science des matériaux, on doit éviter le danger que j'ai signalé tout à l'heure, qui est de devenir le ventre mou de la science. Et donc, je crois qu'il est vrai qu'il faut, sur un certain nombre de points, avoir des thématiques matériaux, mais il serait utopique de croire que l'approche matériaux va toujours permettre de réunir au mieux physiciens, chimistes, etc. Donc je pense qu'il faut lancer des projets sur des thèmes précis, et organiser des opérations qui impliquent en particulier le volet matériaux. Mais je ne suis pas sûr qu'il faille refaire, actuellement, l'équivalent du PIRMAT.

EG: Ceci étant, moi je me suis occupé il y a beaucoup plus longtemps d'ATP, (Actions thématiques programmées) dont le directeur était Jean HANUS. Il a fait un travail formidable qui a intéressé véritablement beaucoup de physiciens et de chimistes qui autrement auraient ignoré les matériaux.

PB: On est là en parfait accord. Car la logique d'une ATP (on peut maintenant appeler ça contrat de programme) est ciblée. L'important est d'avoir une cible.

FM: Oui mais, je pense qu'il y avait quand même un intérêt à avoir une structure transversale par rapport aux structures habituelles dont on a parlé. Il fallait quand même quelques moyens transversaux. Certes il ne fallait pas qu'il y ait un caractère trop systématique. Mais quand même quelques moyens transversaux permettant de monter facilement des opérations transversales, c'était pas mal. Autrement on se retrouve pris en sandwich.

PB: J'ai dit c'était excellent, mais ce n'est pas parce qu'une opération a été réussie qu'il faut la pérenniser.

JL: Henri, peut-être, tu pourrais mentionner ton implication dans le programme CNRS sur les matériaux cimentés.

HV: Jacques mentionne un réseau sur les matériaux cimentaires qui regroupe un petit nombre d'équipes, disons huit équipes au début, six équipes ensuite en phase finale et qui a duré, pendant huit ans.

HV: Elle va probablement s'arrêter parce qu'effectivement on a très bien travaillé. Elle devrait continuer sous une autre forme car c'est vraiment une excellente formule. Au bout de trois, quatre, cinq, six ans, les gens se connaissent vraiment bien. Ils ont pris leurs marques. Ils ont dépassé le stade où on se sent concurrent un peu les uns des autres. On sait dans quel domaine chacun est bon. Et cela permet d'être vraiment très efficace. De plus, ce sont des structures légères, du même type qu'une ATP, sauf que ça dure six ans, un peu plus que la durée moyenne d'une ATP.

BBV: Bien. Si je résume, vous favorisez tous des actions au coup par coup, sur des thèmes bien ciblés avec des structures légères et non permanents. Merci à tous parce que vous avez tous vraiment bien joué le jeu. C'était formidable. Et, en tout cas je crois que c'est très enrichissant pour notre site. Merci.

Regards croisés sur la recherche en matériaux en France

TABLE RONDE

École supérieure de physique et de chimie industrielle

Paris, 1 juillet 2002