Mes ouvrages sur la structure de la matière

Voici la présentation de mes deux ouvrages sur la matière

V oyage au cœur de la matière plastique, CNRS Éditions, 2003
Électrons et Microscopes, CNRS Éditions, 1995

Voyage au cœur de la matière plastique

photo de couverture Un bel ouvrage de
vulgarisation scientifique
CNRS Éditions

Les polymères, appelés communément "matières plastiques", sont indissociables de notre environnement et de notre vie pratique. Ils se sont imposés dans tous les domaines de nos activités, des objets les plus banals jusqu'à des applications techniques sophistiquées, en passant par leur utilisation dans les produits d'hygiène ou alimentaires. Le plus souvent synthétiques, quelquefois naturels, ils doivent cet essor à leur large gamme de caractéristiques, durs, mous ou élastiques, transparents ou opaques, isolants et quelquefois conducteurs, plus ou moins résistants aux conditions agressives de leur usage, toujours légers. C'est la nature particulière de leurs molécules en forme de chaîne, ainsi que la variété des modes d'assemblages qu'elles adoptent, qui est à l'origine de cette diversité.

Grâce aux nombreuses images quelquefois surprenantes et magnifiques acquises en microscopie optique ou électronique, le lecteur est entraîné à visiter, contempler et comprendre les facettes multiples de ces microstructures qui se présentent sous l'aspect de cristaux, fibres, cristaux liquides, gels, fractales. Il découvre que ces microstructures se distinguent par leur type d'organisation et leur degré d'ordre, et que cet ordre est gouverné par les forces internes de la matière et les contraintes et traitements externes qu'on leur impose.

Alain Boudet, diplômé de l'Ecole Centrale de Paris, docteur en Sciences Physiques, a travaillé pendant 30 ans comme chercheur au CNRS au CEMES à Toulouse. Il s'est spécialisé dans l'étude des microstructures des polymères au moyen de la microscopie électronique, et a également contribué à des recherches sur les métaux et les cristaux liquides. Il s'est ensuite orienté vers la formation et l'accompagnement dans le domaine des relations et ressources humaines et de la communication.

Table des matières

Entrez en matière … plastique
Les polymères sont parmi nous
Ordre et désordre dans la matière, l'état amorphe
Polymères cristallins
Cristaux lamellaires
Fibres
Entre amorphe et cristal, les polymères cristaux liquides
Composites et mélanges de polymères
Copolymères
Les gels et la gélification, percolation et fractales
La diffraction des rayons par la matière
Le regard des microscopes
Les images et leur traitement
Formes et forces

Voir le site de CNRS ÉDITIONS

Un article résumant une majeure partie de ce livre a été publié sur le site Techno-Sciences

Presse

Pour la Science, juillet 2004

Voyage au cœur de la matière plastique. Alain Boudet, CNRS éditions, 2003 (200 pages)

Analyse de Françoise Lafuma, UMR Physico-Chimie des polymères et des milieux dispersés, CNRS, UPMC, ESPCI, Paris.

Les matériaux fondés sur les polymères font désormais partie de notre environnement quotidien et, qu’il s’agisse d’objets massifs, de films ou de fibres, ils sont élaborés en fonction des propriétés requises (souplesse, dureté, durée de vie…) par l’application (prothèse, automobile…). L’objectif de cet ouvrage est de faire découvrir à un large public comment ces propriétés macroscopiques sont reliées à des structures plus ou moins bien organisées qui se mettent en place au niveau microscopique du fait des contraintes imposées par la physico-chimie élémentaire et/ou la mise en forme. L’auteur a adopté une approche concrète, phénoménologique, simple et la plus didactique possible.

Les premiers chapitres passent en revue les diverses microstructures, largement illustrées par des clichés de microscopie optique et électronique d’excellente qualité. Parallèlement, les concepts indispensables sont introduits au fur et à mesure : notions de macromolécule, d’architectures et d’enchevêtrements, d’interactions faibles non covalentes responsables des assemblages, de transition vitreuse, de défauts et dislocations, de symétrie et d’anisotropie, de mélanges ou de copolymères, de percolation et fractales. La complexité des états microscopiques (amorphe, cristallin, semi-cristallin, polycristallin…) et des propriétés qui en découlent (thermoplastique, thermodurcissable, élastomère…) est largement soulignée, et les explications sont assorties de schémas clairs et pertinents. Cette priorité donnée à l’aspect visuel rend l’ouvrage attractif et accessible à un public n’ayant pas de culture scientifique particulière ; par ailleurs, des précisions plus techniques sont données dans des encadrés.

Au fil des chapitres, le lecteur découvre aussi la grande diversité des applications, des plus familières aux plus sophistiquées, dont la majorité sont évoquées (à l’exception des élastomères chargés, pourtant importants du point de vue industriel). Les méthodes d’investigation des structures sont aussi abordées : microscopie électronique, diffraction des rayons X et des électrons, etc. Là aussi, la qualité des illustrations est remarquable, mais les considérations sur l’interaction rayonnement/matière, le fonctionnement des microscopes électroniques et le traitement des images sont probablement d’un abord plus difficile. Néanmoins, elles ne portent pas préjudice à cet ouvrage d’excellente vulgarisation dont la pédagogie est remarquable.

La Recherche (juin 2004)

Extrait de l'analyse de Pierre Piganiol, École normale supérieure et DGRST.

... microscopes utilisés -et leur «regard»-, et sur les traitements d'images… L'auteur ne recourt pas ici au langage des chimistes, ce qui ne l'empêche pas cependant d'expliquer le mécanisme entropique de l'élasticité. Certains chimistes pourront le regretter, car leur langage aurait probablement permis d'affiner beaucoup de notions. Ce ne sera pourtant pas mon cas. Car on ne peut que se réjouir de voir des non-spécialistes accéder, dans un langage simple et illustré, à l'un des très beaux chapitres de la «Structure de la matière».

Sélection du prix Roberval 2004, catégorie Grand public

Électrons et microscopes, Vers les nanosciences

Ouvrage dirigé par Peter Hawkes
CNRS Éditions, Belin, 1995

L'invention du microscope électronique dans les années 1930 par Ernst Ruska a constitué une étape décisive dans l'exploration de la structure des matériaux et de la matière organique, bien au-delà des limites de la microscopie traditionnelle. Aux premiers appareils à faisceau fixe sont ensuite venus s'ajouter les microscopes à balayage en réflexion et en transmission, puis tout récemment les microscopes à champ proche: microscopes à effet tunnel et à force atomique. Cette dernière génération d'instruments a permis de franchir un nouveau pas dans les nouveaux domaines d'étude de la matière, élargissant ainsi les champs d'investigation et d'application des techniques microscopiques en médecine, biologie cellulaire et moléculaire pour les sciences de la vie, mais aussi, et c'est le thème du présent ouvrage, en sciences physiques avec les ultimes acquis sur la structure des métaux, des polymères, des semi- et supraconducteurs, et sur leur comportement. Les images obtenues permettent de relier les structures à l'échelle atomique aux propriétés physiques macroscopiques et d'anticiper la mise au point des matériaux de demain, ceux des composants électroniques notamment.

Diffraction, microscopie analytique, très haute résolution, holographie, microscopie in situ, en mode réflexion ou électro-acoustique: à travers les performances des diverses techniques d'observation et leurs applications, les prouesses de la vision ultramicroscopique sont présentées dans un langage accessible au non spécialiste.

Peter Hawkes et la quasi-totalité des auteurs de cet ouvrage sont chercheurs au CEMES, Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales du CNRS.

Alain Boudet y a rédigé le chapitre 6, A la découverte des polymères en microscopie.

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