Cette série de cours a traité divers procédés d’élaboration de colloïdes, sols et de particules à formes diverses ainsi que de revêtements de surfaces, via l’élaboration de couches épaisses, couches minces, voire de super-réseaux. Elle a permis d’acquérir une plateforme de connaissances essentielle en vue de multiples applications industrielles. Par contrainte de temps, nous nous limitons à trois exemples illustratifs qui traitent i) des particules à gradients de concentration pour électrodes de batteries, ii) des fibres optiques à gradients d’indice de concentration et iii) du cheminement scientifique permettant de passer du barreau de Si au microprocesseur.
Pour ce qui est des batteries, nous illustrons les avantages des particules à gradient de concentration, élaborées par combinaison de méthodes chimie douce/céramiques, en termes de durée de vie et de cyclage et montrons que ce type de particules est actuellement fortement convoité pour la prochaine génération de batteries à ions lithium pour véhicules électriques. Le second exemple porte quant à lui sur l’historique des fibres optiques et rappelle la physique qu’elles sous-tendent avant d’en présenter les élaborations selon trois étapes que sont l’élaboration de la préforme, l’étirage de la fibre et son gainage. Parmi les différentes méthodes de fabrication, nous distinguons le procédé de dépôt chimique en phase vapeur (MCVD), ainsi que le dépôt axial en phase vapeur (VAD). Nous illustrons comment la contribution de la chimie du solide à la formulation de verres à indices de réfraction variables ainsi qu’aux procédés de dépôt en phase vapeur a permis l’élaboration de fibres unimodales ou polymodales, conductrices de lumière par lesquelles transitent les informations, qui aujourd’hui révolutionnent nos modes de communication et nos façons d’interagir.
Ce panorama des applications se termine par le passage du grain de sable au microprocesseur, qui est le cœur de l’électronique. Pour ce faire, nous rappelons les deux moments-clés du monde de l’électronique que sont i) la création en 1946 du premier ordinateur ENIAC (electronic numerical integrator and computer) et ii) la réalisation en 1947 du premier transistor mais aussi les bases rudimentaires fondamentales de la physique des transistors avant d’en aborder leur fabrication. Celle-ci comprend le passage du sable au silicium polycristallin, puis aux cristaux de Si qui sont ensuite découpés pour l’obtention de wafers qui servent de plateforme pour la construction de circuits intégrés via la microlithographie, celle-ci pouvant être définie comme une répétition d’étapes de dépôt voire d’électrodépôt, protection, exposition, dopage et gravures. Nous insistons sur la maîtrise de ces procédés de fabrication qui devraient permettre d’obtenir dès 2016 des microprocesseurs contenant 7 milliards de transistors.
