Matériaux émergents (DIADEM)
Face aux enjeux d’aujourd’hui et de demain autour de l’énergie, du transport, du numérique ou encore de la santé, la découverte de nouveaux matériaux est indispensable. L’urgence de ces enjeux écologiques et sociétaux nous impose d’accélérer le développement de ces matériaux innovants. Ceux-ci deviennent de plus en plus complexes, avec un nombre considérable de paramètres à prendre en compte pour les synthétiser, les caractériser, optimiser leurs propriétés structurales ou fonctionnelles. Heureusement nous disposons aujourd’hui des technologies nécessaires pour répondre à tous ces défis : outils de synthèse et caractérisation rapides, automatisation et robotisation, simulations numériques, intelligence artificielle, fabrication additive et ingénierie des couches minces… Budget alloué : 85 M€ alloués sur une durée de 8 ans
Appels en cours : Appel à Projets 2024 (https://www.pepr-diadem.fr/appels-a-projets/aap-2024/ / https://anr.fr/fr/france-2030/france2030/call/pepr-diadem-appel-a-projets-projets-de-recherche-interdisciplinaires-2024/)
Pilotes du programme :
Partenaires du programme :
Université Paris Saclay
Sorbonne Université
Institut Polytechnique de Paris
Université Lorraine
Université Grenoble Alpes
Université Lyon1
Université Bordeaux
Direction de programme :
- Mario Maglione pour le CNRS
- Frédéric Schuster pour le CEA
Composition du Comité Scientifique et Technologique de Programme :
Alexandre LEGRIS – Président
James WARREN – Directeur du Materials Genome Initiative
Nicola MAZARI – Directeur du projet MARVEL
Claudia DRAXL – Directrice du projet FAIRMAT
Thierry LE MERCIER – Syensqo
Shailendra BANSROPUN – Thalès
Jean-Yves DELANNOY – Arkema
Nathalie BOZZOLO - Safran
Le PEPR DIADEM vise un programme ambitieux d'accélération de la conception et de l’arrivée sur le marché de matériaux plus performants, durables et issus de matières premières non critiques et non toxiques. Un tel programme requiert la mise en place d’équipes / centres de compétences intégrés, rassemblant des plates-formes expérimentales de synthèse, de mise en forme et de caractérisation haut débit couplées à des outils numériques de modélisation multi-échelles, de fouille de données et d’apprentissage supervisé ou plus généralement à des IA adaptées.
Le PEPR DIADEM s’appuie sur la mise en place d’un réseau de plateformes distribuées sur le territoire, le DIADEM DISCOVERY HUB, qui doit permettre une accélération d'un facteur deux à cinq du cycle d’identification de matériaux (de 20 ans à entre 4 et 10 ans). 17 projets ciblés « démonstrateurs » ont été lancés entre septembre 2022 et janvier 2024 et ont pour objectif la mise en place de ce réseau unique de plateformes, puis la démonstration de sa capacité à accélérer la découverte de matériaux innovants.
Le DIADEM DISCOVERY HUB regroupe 4 grands types d’équipements :
- Synthèse combinatoire et/ou à haut débit de matériaux. Les différentes méthodes de fabrication additive sont clés pour élaborer rapidement de nouvelles compositions de matériaux (métalliques, céramiques, polymères potentiellement bio-sourcés) mais aussi de nouvelles architectures parfois même évolutives sous l’action d’un stimulus comme dans le cas de l’impression 4D. L’ingénierie des surfaces devient souvent incontournable pour atteindre les performances finales souhaitées. Une attention toute particulière sera également portée à la synthèse de nouveaux matériaux architecturés, composites, hybrides, bio-inspirés ou non afin d’optimiser leurs propriétés structurales ou fonctionnelles.
- Caractérisation à haut débit chimique, structurale, microscopique, des mesures de propriétés d‘usage (optiques, magnétiques, mécaniques, résistance à la corrosion…), de l’utilisation de capteurs associés à la caractérisation in situ ou operando, essentiels pour l’accès au haut débit et la collecte des volumes massifs de données, en particulier en conditions extrêmes.
- Simulation numérique des matériaux et des procédés. Les outils de simulation incluant les approches d’IA seront rendus plus faciles d’utilisation, interopérables entre eux et intégrés dans des flux de tâches pour permettre des calculs automatiques et/ou à haut débit.
- Bases de données destinées au stockage, à la gestion et l’exploitation par l’IA. Les expériences et la modélisation seront davantage automatisées, les données en résultant structurées en bases, des outils d'IA spécifiquement développés pour améliorer leur exploitation.
Deux appels à projets accessibles à l’ensemble de la large communauté française concernée, estimée à près de 4 000 scientifiques permettront de financer une trentaine de projets. Ces projets s’intègreront dans deux axes thématiques :
- Découverte accélérée de matériaux innovants et durables pour un Green Deal
- Accélération de la maîtrise des procédés de synthèse et de mise en forme
Ils devront majoritairement s’appuyer sur les plateformes du DIADEM DISCOVERY HUB mises en place par le PEPR et une place importante sera donnée à leur caractère international et à l’ouverture au monde socio-économique. 17 nouveaux projets ont été financés lors de l’AAP 2023 et débuteront à l’automne 2024. L’AAP 2024 a été lancé en juin 2024.
Un appel à manifestations d’intérêt dédié à la mise en place d’actions de formation initiale et continue à destination des scientifiques en science des matériaux et d’un programme doctoral et post-doctoral international complète le dispositif.
Responsable d’Action ANR : Dominique DALOZ
Date du lancement : 07/06/2022
Evènements : Assemblée Générale du PEPR DIADEM – 13 au 15 Novembre 2024 à Lyon
Projets ciblés :
2FAST : Laboratoire fluidique autonome pour le déploiement accéléré de procédés de synthèse de matériaux à propriétés contrôlées
ADAM : Design Accéléré de Matériaux Architecturés
A-DREAM : Développement accéléré de matériaux résistants à la corrosion
AMETHYST : Conception de matériaux polymères accélérée par des outils d'intelligence artificielle et des méthodes de préparation et caractérisation haut-débit
ARTEMIS : Découverte et développement accélérés de matériaux intelligents et de structures actives par impression 4D
ATHERM_COAT : Thermodynamique accélérée et données à haut débit pour l’optimisation des revêtements des composants pour la transition énergétique
DIAMOND : Bases de Données, outils d'lntelligence Artificielle, de Modélisation et d'OptimisatioN pour le Design Numérique de matériaux
DIAMS : Conception par intelligence artificielle et données à haut débit d’alliages avancés et de concepts métallurgiques innovants pour applications structurales
ESRF : Caractérisation Accélérée par rayons X des Matériaux aux lignes de lumière CRG françaises de l'ESRF
FastNano : Nanomatériaux
HIWAY-2-MAT : Méthodes d’exploration haut-débit autonome et combinatoire en chimie du solide.
LIBELUL : LIBS pour l’analyse élémentaire haut débit
METSA-SET-DIA : AMéliorer des Expérience de Tomographies électroniques à balayage en utilisant des Détecteurs à électrons directs et des Algorithmes innovants
MicroElec : Elaboration et caractérisation haut débit d'hétérostructures pour des applications microélectroniques
MOFlearning : Accélérer le design de MOFs par une approche d’apprentissage assistée par combinatoire
RUBIS : Développement et fabrication de céramiques et composites thermostructuraux pilotés par les données : Plateforme de Recherche sur l'Usine du Futur, le Big data, l’Intelligence Artificielle et les Systèmes d'Information associés.
SOLEIL : Plateforme pour la Caractérisation Accélérée à Haut Rendement des Matériaux à SOLEIL
En savoir plus :
DIADEM, un PEPR pour des matériaux innovants - CNRS le Journal
DIADEM : un programme et équipement prioritaire de recherche exploratoire liant matériaux et IA - CNRS le Journal
DIADEM : Retour sur le lancement du PEPR dédié aux matériaux émergents - CNRS le Journal
DIADEME - Dispositifs intégrés pour l’accélération du déploiement de matériaux émergents - CEA
DIADEM : un programme et équipement prioritaire de recherche exploratoire liant matériaux et IA - CEA
