Le comportement des matériaux à l'échelle nanométrique est connu pour être différent de celui observé pour les massifs. En raison de la taille nanométrique de l'échantillon, il est néanmoins difficile de mesurer les différences de propriétés et d’en identifier les mécanismes responsables.

Ce projet développera des techniques pour améliorer la précision de la mesure des propriétés mécaniques des nanoparticules d'oxyde. Un couplage et une comparaison de résultats obtenus par nanocompression in situ dans un microscope électronique à transmission (TEM) et spectroscopie Brillouin/Raman réalisée dans une cellule à enclume diamants permettront de mieux identifier les différentes erreurs inhérentes aux techniques expérimentales. Des méthodes de simulation numérique seront développées en parallèle pour calculer des valeurs de références pour les propriétés mécaniques des nanoparticules.

Dans ce projet, chaque technique sera développée pour mesurer de façon précise les propriétés mécaniques de nanoparticules isolées. L’effet de différents paramètres sera étudié et les différences avec les valeurs de référence seront quantifiées. Un couplage des techniques expérimentales sera alors réalisé en adaptant le porte objet du TEM sur le spectromètre Brillouin. Les propriétés mécaniques seront ainsi mesurées par les deux techniques sur la même nanoparticule. Une comparaison des valeurs obtenues permettra de donner des barres d’erreurs pour les deux techniques.

Le projet sera focalisé sur l’étude de nanocubes de CeO2. CeO2 est utilisé dans différents types d’applications comme par exemple les systèmes catalytiques, la photocatalyse ou pour dans le biomédical. Pour toutes ses applications, le matériau peut être soumis à des contraintes conduisant à un changement de ses propriétés mécaniques et donc à une perte d'efficacité. La méthodologie développée dans ce projet pourra ensuite être utilisée pour tous les types de nanoparticules, quelles sont métalliques ou céramiques. Dans le cas des matériaux céramiques, l'étude du comportement mécanique à l'échelle nanométrique peut avoir un impact important sur leur procédé d’élaboration.