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Prix Acfas Adrien-Pouliot

Louis Taillefer

Université de Sherbrooke

Louis Taillefer

Le prix Acfas Adrien-Pouliot 2018, pour la coopération scientifique avec la France, est remis à Louis Taillefer, professeur au département de physique de l’Université de Sherbrooke.

Imaginer les énergies vertes du Soleil et du vent voyageant sans perte sur des lignes supraconductrices. Beau projet planétaire… Comprendre cette capacité de certains matériaux à transporter l’électricité sans aucune perte, voilà ce qui est au cœur des recherches du lauréat. C’est aussi l’un des plus importants défis de l'heure en physique quantique. Pour le moment, la supraconductivité se produit à des températures très basses, mais l’un des matériaux les plus prometteurs, l’oxyde de cuivre ou cuprate, est dans la mire du lauréat depuis 20 ans. Et les trois des plus importantes découvertes de sa carrière sont le fruit d’étroites collaborations avec des équipes françaises.

En 1986, Louis Taillefer soutient une thèse de doctorat sur le magnétisme des métaux, réalisée au Laboratoire Cavendish de l’Université de Cambridge, en Angleterre. Puis, en 1987, pour son 2e postdoctorat, il traverse la Manche et intègre le Centre de recherche sur les très basses températures du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), à Grenoble. Il passera les quatre années suivantes dans cette institution avant de poursuivre sa carrière à l’Université McGill (1992-1998), puis à l’Université de Toronto (1998-2002). À l’été 2002, il rejoint l’Université de Sherbrooke, et c’est à partir de ce moment que démarrent réellement ses nombreuses et fructueuses collaborations franco-canadiennes.

Rappelons d’entrée de jeu que les trois plus importantes découvertes de sa carrière émergent de collaborations avec deux équipes de France. Les deux premières, publiées dans Nature en 2007 et 2016, proviennent de sa longue coopération avec Cyril Proust, son ex-stagiaire postdoctoral devenu directeur de recherche au CNRS, au Laboratoire national des champs magnétiques intenses, à Toulouse. En 2007, les deux chercheurs publient la première observation d’oscillations quantiques dans un cuprate. Provoquant un véritable changement de paradigme, cette découverte démontre que les électrons des cuprates se comportent de façon cohérente dans la mystérieuse phase électronique appelée pseudogap. En 2016, le duo met en lumière une nouvelle signature de cette phase dite pseudogap : une réduction soudaine du nombre d’électrons mobiles. Tour de force technique, cette découverte exige l’application d’un champ magnétique parmi les plus forts soit 90 teslas (unité de champ magnétique) –, obtenu grâce aux possibilités technologiques du laboratoire toulousain. Ces deux découvertes se sont avérées des éléments clés pour comprendre ce qui cause la supraconductivité exceptionnellement robuste des cuprates.

La troisième découverte, toute récente et encore non publiée, est issue d’une nouvelle collaboration, cette fois avec Thierry Klein et Christophe Marcenat de l’Université de Grenoble-Alpes. Il s’agit des travaux de doctorat de Bastien Michon, un étudiant en cotutelle Sherbrooke-Grenoble, également sur les cuprates. Ils démontrent que la supraconductivité est maximale au même point où l’entropie des électrons est maximale – un nouveau lien qui donne une piste sur comment renforcer la supraconductivité.

Depuis, ses recherches se poursuivent et les collaborations avec la France continuent de se multiplier. Avec ses collaborateurs, par exemple, le lauréat et son équipe ont soumis un cuprate simultanément à de grandes pressions et à des champs intenses. Ils observent alors que la phase pseudogap bouge. Une surprise qu’expliquent les calculs d’Antoine Georges et son équipe du Collège de France à Paris.

En conclusion, on peut avancer sans l’ombre d’un doute le caractère durable et structurant de ses relations avec des équipes de chercheurs français. Et cela s’illustre, entre autres, par les 26 articles scientifiques publiés avec 13 chercheurs français en provenance de cinq laboratoires différents, dont Grenoble, Paris et Toulouse. Mais aussi, et surtout, par la formation, et ce depuis 2002, d’une trentaine de jeunes chercheurs français, dont quatre doctorants en cotutelle depuis quatre ans. Plusieurs occupent maintenant des postes importants en France. Plusieurs jeunes chercheurs du Québec ont aussi grandement bénéficié des collaborations franco-québécoises de Louis Taillefer, en particulier pour l’accès privilégié aux champs magnétiques intenses.

Les trois plus importantes découvertes de sa carrière émergent de collaborations avec deux équipes de France.