Le Laboratoire possède un large spectre de compétences qui lui permet de relier de nombreux aspects fondamentaux aux applications dans les domaines des matériaux avancés, de l’électronique intégrée et des nanosciences. L’IM2NP est associé aux tutelles CNRS, Aix-Marseille Université (AMU) et Université de Toulon (UTLN) (tutelles pricipales) et avec l’ISEN Yncréa Méditerranée (Ecole d’Ingénieurs des hautes technologies et du Numérique) de Toulon (tutelle secondaire).
L’unité intègre 5 laboratoires communs avec le CEA Cadarache (LIMMEX), STMicroelectronics (MUST), Naval Group (LTSIM), Framatome (LASMAN) et Dracula Technologies (IOPV-Lab). Actuellement les activités du Laboratoire suivent 5 grandes directions exploratoires :

• Comprendre les Nanostructures : construire, voir et sonder
• Elaboration et modélisation de nanomatériaux fonctionnels et de nano-composants
• Transformation et croissance de matériaux à différentes échelles (du nm au mm)
• Environnements spécifiques : détection, caractérisation, traitement du signal et fiabilité
• Du dispositif émergent aux systèmes éco-énergétiques

Secteurs applicatifs clés : énergies (photovoltaïque, thermoélectricité, fission/fusion nucléaire), sécurité & défense (haute fiabilité, signal, furtivité), santé (E-santé), transport (aéronautique, spatial), communication (IOT, RFID), environnement (détection, catalyse)

Direction

• Directeur : Christophe GIRARDEAUX
• Directeurs Adjoints :Jean-Michel PORTAL et Marc BENDAHAN
• Directrice Déléguée pour les sites de Toulon : Patricia MERDY
• Directeur Administratif et Financier : Alain ESCODA

Composition du laboratoire

18 permanents du laboratoire IM2NP et 2 Pr émérites sont présents sur le site de l’Université de Toulon (UTLN).

Thématiques de recherche / équipes

Les activités de recherche à l’UTLN sont rattachées à quatre équipes des départements « EMONA – Elaboration et Modélisation pour les Nanotechnologies », « DETECT – Détection, Rayonnements et Fiabilité » et « ACSE – Analyse et Conception de Systèmes Electroniques ».

Equipe NS2E - Nanostructures, Environnement, Energie :

L’équipe NS2E (Nanostructures, Environnement, Énergie) concentre ses recherches sur l’élaboration de nanomatériaux inorganiques auto-assemblés destinés à des applications environnementales.

Ces matériaux sont caractérisés à différentes échelles pour en comprendre la structure, la morphologie et les interfaces :

• Structure et microstructure : diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie Raman ;
• Morphologie et organisation : microscopie électronique à balayage (MEB) et en transmission (TEM) ;
• Surface et interfaces : microscopie à force atomique (AFM), spectroscopies

Nous étudions ensuite leurs propriétés physico-chimiques en environnement contrôlé :

• Réactivité chimique,
• Propriétés optiques, électroniques et vibrationnelles,

Évaluées via diverses techniques telles que les spectroscopies (UV-vis, fluorescence, SERS, impédance), analyses thermiques, photoluminescence, photocatalyse, photodégradation, et l’étude de l’effet d’irradiation.

L’objectif scientifique est de comprendre les mécanismes fondamentaux impliqués dans le comportement de ces nanomatériaux :

• Transfert de charges,
• Rôle des défauts cristallins,
• Effets de taille,
• Dopage,
• Phénomènes d’exaltation,
• Influence des interfaces hydrophiles/hydrophobes, etc.

Ces recherches permettent d’établir des corrélations entre la structure cristallographique, le mode d’assemblage, et les propriétés globales des matériaux.

Les applications ciblées incluent :

• La détection de molécules et la dégradation de polluants organiques (pesticides, résidus pharmaceutiques…) ;
• La détection de rayonnements ionisants ;
• Le stockage d’énergie ;
• Et le développement de nouvelles voies de synthèse bio-inspirées.
  Un axe complémentaire s’intéresse aux nanomatériaux plastiques, avec un focus sur leur vieillissement en milieu marin et leur détection par fluorescence.
  Enfin, l’équipe développe une approche transdisciplinaire en collaboration avec les sciences humaines et sociales (SHS), afin d’examiner l’incidence des nouvelles technologies sur la société.

Equipe NSRE - Nano-Structure, Réactivité & Environnement :

Les recherches menées au sein de l’équipe NSRE reposent principalement sur l’élaboration de matériaux nanostructurés fonctionnels pour des applications de détection, de transformation et de dégradation de polluants (gazeux et liquides) en sous-produits propres et/ou valorisables. Il s’agit de :
(1) Mise en œuvre de matériaux innovants, nanostructurés, hiérarchisés/auto-assemblés 3D, nano-structuration supportée. Elaboration de nanomatériaux de taille et morphologie contrôlée.
(2) Caractérisations structurale et microstructurale avancées, électriques, optiques et physicochimiques.
(3) Détection de gaz, photodégradation de polluants organiques persistants (résidus de médicaments, colorants industriels), réduction du CO2 et oxydation du CH4 par photocatalyse solaire, dépollution des eaux usées.
(4) Etude et compréhension des relations structures – propriétés – réactivité et mécanismes.

Equipe STr - Signal et tracking :

L’équipe développe des algorithmes de traitement de l’information et des analyses de données dans de nombreux domaines d’application en tenant compte des mécanismes physiques dans la modélisation du problème : trajectographie, caractérisation de cellules photovoltaïques, astrophysique, étude des neutrinos, …
L’équipe est ainsi engagée dans de nombreux projets, avec une grande diversité de partenaires : le laboratoire commun avec Naval Group (LTISM), une ANR OPV4COM sur le LIFI en collaboration avec l’équipe LUMEN-PV de l’IM2NP à Marseille et les équipes ELITE et SYCOMOR de l’UMR XLIM à Limoges, le consortium international Orion B et le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM).

Equipe CCSI - Conception de circuits et systèmes intégrés :

Sur site, l’équipe CCSI mène des activités sur l’intelligence artificielle embarquée (IAE), avec un volet ultra-faible consommation d’énergie (moins de 100 µW). L’originalité de notre approche consiste à mettre en œuvre des topologies de circuits électronique mixtes analogique-numérique pour réduire d’un facteur 100 les consommations liées aux tâches de traitement du signal IAE en acoustique embarquée. Une partie de l’activité est aussi centrée sur la conception de briques analogiques intelligentes intégrées CMOS sur silicium. Également, les applications de ces technologies et plus généralement de l’IA embarquée aux domaines de l’acoustique et de la robotique sont au cœur des activités de l’équipe CCSI.

Soutien scientifique aux formations de masters

• Master Ingénierie des systèmes complexes parcours VISTA : (Vision-Signal-Trajectographie-Automatique), dédié au traitement du signal, à la trajectographie, au traitement de l’image et à l’électronique numérique.
• Master Ingénierie des systèmes complexes parcours Robotique intelligente et systèmes embarqués RISE : Le parcours est dédié à la robotique et aux objets connectés.
• Master Chimie et Sciences des matériaux parcours Matériaux innovants, intelligents et durables (MIn3D) : Maîtriser les connaissances permettant de prévoir l’évolution des propriétés des matériaux au cours de vieillissement et concevoir des matériaux pour répondre à une exigence technologique et lui conférer des propriétés et fonctions spécifiques.

Appartenance à des réseaux / partenariats

L’IM2NP est membre du Groupement de Recherche (GDR) SOC2 : Domaine des systèmes matériels-logiciels intégrés micro-nano électroniques (System-On-Chip), des systèmes embarqués et des objets connectés. (https://www.gdr-soc.cnrs.fr/).

L’IM2NP est membre de :

• Du pôle de compétitivité Solutions Communicantes Sécurisées (SCS)
• Du pôle de compétitivité Mer Méditerranée (Pole MER)