Creuser en surface
Les propriétés de surface des matériaux sont la spécialité de Chiara Gattinoni. Au sein de la chaire de l'ETH pour la théorie des matériaux, elle étudie la ferrite de bismuth, un nouveau matériau très prometteur.
Le monde de Chiara Gattinoni est fait de données numériques. La scientifique spécialisée dans les matériaux décrit sur ordinateur les propriétés des choses qui nous entourent au quotidien. "Même sur des choses familières comme l'eau ou des matériaux très répandus comme les lubrifiants, nous ne savons presque rien", explique la jeune femme de 33 ans pour décrire sa fascination pour sa recherche. "Nous savons certes que les lubrifiants fonctionnent, mais nous ne savons pas comment ni pourquoi. De même, nous savons que l'eau devient de la glace, mais nous ne comprenons que très peu comment l'eau se transforme structurellement en glace".
Son objectif est donc de mieux comprendre les matériaux et les matériels et d'élucider leur fonctionnement. Depuis septembre 2016, Chiara Gattinoni fait de la recherche en tant que post-doctorante à la chaire de l'ETH pour la théorie des matériaux, sous la direction de Nicola Spaldin. Elle y étudie la nature de la surface de la ferrite de bismuth, l'un des plus prometteurs des multiferro?ques découverts par Spaldin.
Les multiferro?ques réunissent des propriétés aussi diverses que le magnétisme et la ferroélectricité et pourraient à l'avenir être utilisés par exemple dans les mémoires d'ordinateurs. En octobre 2017, Gattinoni a re?u pour son travail une bourse Marie Sklodowska-Curie, par laquelle l'Union européenne soutient les recherches internationales et intersectorielles de scientifiques qui souhaitent poursuivre leur travail dans un autre pays. "Nicola Spaldin m'a beaucoup soutenue et j'ai pu commencer à travailler avec elle avant même d'avoir obtenu la subvention".
La particularité de la surface des matériaux
"? la surface, un matériau en rencontre un autre, ce qui entra?ne souvent des réactions chimiques et des changements au niveau moléculaire", explique la scientifique. Pour reproduire ces changements avec précision, elle entre sur l'ordinateur les propriétés des matériaux et les paramètres de chaque expérience et simule la manière dont les matériaux pourraient interagir entre eux. Les lois de la mécanique quantique servent de base aux calculs de la scientifique.
"L'avantage de la Science et ingénierie des matériaux assistée par ordinateur réside dans le fait que nous pouvons même saisir et décrire des réactions au niveau nanométrique. De plus, elle est souvent moins co?teuse qu'une expérience en laboratoire", explique Gattinoni. Néanmoins, même sur ordinateur, un seul processus de calcul peut prendre de nombreuses heures, voire des jours. Si ses calculs indiquent de nouvelles découvertes scientifiques, elle les vérifie en collaboration avec des collègues qui réalisent effectivement l'expérience en laboratoire.
Déménagement à Zurich
Gattinoni est arrivée à Zurich il y a un an et demi avec son mari et sa fille Olivia, aujourd'hui ?gée de deux ans. Son mari, Philip Howes, est également un Marie Sklodowska-Curie Fellow et travaille à l'ETH Zurich à la chaire de génie biochimique. Pour qu'ils puissent tous deux travailler scientifiquement, leur fille passe la journée à la crèche du H?nggerberg. Mais seulement quatre jours. "Au début, je voulais travailler à plein temps, mais je ne veux pas non plus manquer l'enfance de ma fille", raconte Gattinoni, qui a donc réduit son temps de travail à 80 pour cent.
La scientifique et son mari se connaissent depuis de nombreuses années. "Nous nous sommes rencontrés lors de nos études de physique à Londres", raconte-t-elle. La capitale animée de l'Angleterre fait partie des villes préférées de cette Italienne d'origine, qui y a déménagé de Milan à l'?ge de 18 ans après avoir terminé ses études. Ses parents et son jeune frère s'étaient déjà installés près de Londres un an auparavant, car le père y avait obtenu un poste d'ingénieur pour une entreprise d'hélicoptères.
De rat de bibliothèque à scientifique des matériaux
A l'origine, rien ne laissait présager que la jeune Chiara Gattinoni étudierait un jour la physique. ? Milan, elle a fréquenté une école humaniste où l'accent était mis sur les langues classiques. Gattinoni se décrit comme une enfant assez espiègle qui préférait fourrer son nez dans les livres. Si elle a décidé de s'orienter vers la physique, c'est gr?ce à sa professeure de physique. "Elle m'a encouragée et a éveillé mon enthousiasme pour les sciences naturelles", explique Gattinoni.
Dans sa vie, des personnes individuelles auraient toujours joué un r?le important dans ses décisions. Ainsi, son passage de la physique à la science des matériaux remonte au professeur de physique de Gattinoni, Alessandro De Vita, au King's College de Londres. "Il a traité de nombreux sujets de science des matériaux et j'ai découvert que même les matériaux apparemment ennuyeux deviennent extrêmement passionnants dès que l'on s'y intéresse de plus près".
Pour l'instant, Gattinoni n'a que de vagues projets pour son avenir. "Je peux tout aussi bien m'imaginer travailler dans la recherche que dans l'industrie", dit-elle. De 2010 à 2012, elle a travaillé comme spécialiste en logiciels pour un prestataire de services financiers londonien, ce qui lui a permis d'acquérir une première expérience en dehors du monde académique. "Ce qui est important pour moi, c'est que mes recherches soient applicables", souligne Gattinoni. "Je suis une personne pragmatique et je veux que mon travail puisse être utilisé de manière pratique". Jusqu'à ce que son fellowship prenne fin en 2020, elle souhaite d'abord, parallèlement à la recherche, profiter de son mari et de sa fille et découvrir les montagnes suisses lors de randonnées. "Les prochaines étapes viendront ensuite", dit-elle.