La chimie du solide s’est résumée, pendant de nombreux siècles, à une chimie de hautes températures, identique à celle du potier d’antan, pour préparer une large variété de composés. C’est finalement un problème de société, et notamment la crise pétrolière de 1973, qui est à l’origine de sa diversification et du développement en France d’une chimie à basses températures moins énergivore et connue aujourd’hui sous le nom de « chimie douce » dans le monde entier. Il s’agit d’une chimie très versatile réalisée principalement via la solution par des approches hydro(solvo)(iono)-thermales ou mettant en jeu des synthèses par micro-ondes ou par sonification.
Ce cours décrit comment manipuler les atomes via ces divers procédés de synthèse basse et haute températures et en mentionne la spécificité pour l’élaboration de matériaux à valeurs ajoutées vis-à-vis d’applications reliées à l’énergie. La démarche poursuivie pour le choix des précurseurs, de la température, voire de l’atmosphère de réaction, est également exposée. Le cours est doublé par des séminaires, chacun effectué par des experts dans le domaine des rayons X, des neutrons, de la microscopie, de la RPE, RMN et XPS, qui font l’état de l’art sur ces techniques de caractérisation ex situ ou in situ. On montre qu’elles sont essentielles pour détecter l’arrangement des atomes, les défauts, l’ordre local, voire l’état de surface du solide, en vue de mieux contrôler leurs propriétés physiques.