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Chargé de recherche CNRS au laboratoire Physique et mécanique des milieux hétérogènes, spécialiste de la modélisation multi-échelle des matériaux amorphes, Sylvain Patinet vient de recevoir la médaille de bronze du CNRS.
Photo © François Bourdeaud'huy Étudier les matériaux amorphes, des solides désordonnés à l‘échelle de leurs particules, peut relever du casse-tête. C’est pourtant l’objet de recherche choisi par Sylvain Patinet au laboratoire PMMH (CNRS, ESPCI Paris-PSL, Sorbonne Université, Université Paris CIté).
« Ces solides sont par définition désordonnés ce qui rend l’exercice d’identification de paramètres d’ordres structuraux des plus problématiques. En fait ils sont aussi complexes que les liquides dont ils sont issus, et mécaniquement le plus souvent fragiles, donc difficile à étudier expérimentalement ! » Explique le chercheur. C’est matériaux amorphes sont néanmoins omniprésents dans notre environnement quotidien : verres, fluides à seuil, gels ou milieux granulaires...
Mêlant physique statistique, mécanique et science des matériaux, Sylvain Patinet cherche à modéliser la déformation des solides amorphes sous contrainte mécanique. Visant à quantifier les fluctuations locales des propriétés mécaniques au sein de ces matériaux désordonnés, ses travaux reposent sur une approche multi-échelle regroupant l’étude numérique et théorique des phénomènes de déformations, et leur passage aux différentes échelles de temps et d’espace. « L’outil de simulation numérique est extrêmement précieux : il nous permet de disposer de toute l’information et de pouvoir simplifier à outrance les systèmes étudiés. Il nous offre également le moyen de manipuler l’objet d’étude à notre guise et de réaliser de véritables expériences numériques qu’il aurait été impossibles de mener autrement » détaille Sylvain Patinet.
Cette approche lui a permis de prédire non seulement le comportement mécanique moyen, mais aussi de rendre compte de phénomènes plus fins, caractéristiques des amorphes : localisation de la déformation, processus transitoires et relaxation, mémoire mécanique… Les recherches fondamentales de Sylvain Patinet ouvrent ainsi la voie à une meilleure compréhension des relations liant structure microscopique et propriétés mécaniques à l’origine de l’émergence de la déformation plastique et de la rupture des matériaux amorphes à notre échelle.
« Cette distinction, c’est aussi l’occasion pour moi d’exprimer ma profonde gratitude envers mes collaborateurs et étudiants sans lesquels les résultats obtenus durant cette aventure scientifique n’auraient pas été possibles et auprès desquels j’ai énormément appris. Surtout, je tenais également à remercier l’ensemble des personnels du PMMH qui participent à faire de ce laboratoire un lieu à l’ambiance unique où une science de qualité pousse verte », conclut le chercheur.
Curriculum Vitae
Diplômé de l’Université Technologique de Compiègne (UTC), Sylvain Patinet a réalisé sa thèse en Physique du Solide à l’Université Paris Sud et au CEA Saclay. Après un premier post-doctorat au PMMH, puis un deuxième à l’université Johns Hopkins (USA), il réussit le concours du CNRS et est recruté comme chargé de recherche au laboratoire PMMH auquel il est rattaché depuis 2013. Sylvain Patinet a soutenu son HDR en 2022 sur la « Modélisation numérique de la plasticité des matériaux amorphes ». Le chercheur a publié une trentaine d’articles dans des revues à comité de lecture, enseigne notamment en master à Sorbonne Université et s’investit à différentes échelles : du laboratoire jusqu’au Comité National de la Recherche Scientifique.
Publications marquantes :
M. Lerbinger, A. Barbot, D. Vandembroucq and S. Patinet, Relevance of shear transformations in the relaxation of supercooled liquids, Phys. Rev. Lett. 129, 195501 (2022).
D. Fernández Castellanos, S. Roux, S. Patinet, Insights from the quantitative calibration of an elasto-plastic model from a Lennard Jones atomic glass, Comptes Rendus Physique de l’académie des sciences, Special Issue :Plasticity and Solid State Physics 22 (S3), 1 (2021)
S. Patinet, D. Vandembroucq and M. L. Falk, Connecting Local Yield Stresses with Plastic Activity in Amorphous Solids, Phys. Rev. Lett. 117, 045501 (2016).