Recherche interdisciplinaire (physique–chimie–biologie) à l’ESPCI
La recherche interdisciplinaire (physique–chimie–biologie) menée à l’ESPCI Paris – PSL s’appuie sur l’expérimentation, l’instrumentation et la modélisation pour explorer des objets communs — matière, ondes, vivant, interfaces — et transformer des résultats fondamentaux en méthodes, dispositifs et applications.
La recherche à l’ESPCI Paris – PSL
La recherche de l’école couvre la physique, la chimie et la biologie. Elle rassemble environ 550 personnes, dont 300 chercheurs et enseignants-chercheurs et environ 200 doctorantes et doctorants, répartis au sein de dix unités mixtes de recherche associées au CNRS ou à l’Inserm.
L’activité scientifique se traduit par une production annuelle autour de cinq cents publications, plus d’un brevet déposé en moyenne par semaine, et deux à trois start-up créées chaque année depuis dix ans.
Organisation scientifique
Laboratoires ou Unités mixtes de recherche (UMR)
Chaque unité regroupe des équipes et des projets, avec une gouvernance partagée (co-tutelles) avec des organismes nationaux de recherche, notamment le CNRS ou l’Inserm.
Environnement PSL
La recherche s’inscrit dans un écosystème interdisciplinaire qui facilite les passerelles entre équipes, programmes et plateformes. Dans ce cadre, PSL a sélectionné quatorze grands programmes de recherche représentant plus de 36 M€ sur cinq ans ; l’école joue un rôle prépondérant dans trois d’entre eux et collabore à six autres.
Infrastructures récentes
Un nouveau bâtiment héberge depuis fin 2024 sept des dix unités de recherche, afin de renforcer les conditions de travail scientifique et la mutualisation d’équipements.
Chiffres clés
+300
300 chercheurs et enseignants-chercheurs et ~200 doctorant·e·s.
+450
publications par an
160
contrats ANR (Agence nationale de la recherche)
26
contrats européens dont douze bourses ERC actives (European Research Council).
292
partenariats de recherche.
~3
start-up créées chaque année depuis dix ans.
Thématiques transversales
Les travaux se structurent souvent autour d’objets scientifiques partagés (matière, interfaces, ondes, vivant) et de méthodes (mesure, modélisation, microfabrication, analyse chimique), plutôt que par frontières disciplinaires strictes.
Matière molle, interfaces et matière active
Matière molle, interfaces, rhéologie, hydrodynamique, auto-organisation et hors équilibre forment un socle transverse : des matériaux solides aux fluides complexes, les recherches s’attachent à relier structure, propriétés et dynamiques collectives y compris en matière active.
Matériaux : synthèse, structure, propriétés, durabilité
Les travaux couvrent la chimie de synthèse, les polymères, la catalyse et la mise en forme, avec un intérêt marqué pour des matériaux fonctionnels et durables. Parmi les axes présents, les matériaux poreux (structures métallo-organiques) sont développés pour des applications telles que l’adsorption, la séparation ou la capture du carbone. Des thématiques liées à la chimie en flux et à des approches de rupture pour la transition environnementale sont également mises en avant.
Ondes, images et milieux complexes
La physique des ondes et l’imagerie en milieux complexes rassemblent des travaux qui vont de l’acoustique à l’optique : contrôler la propagation des ondes, concevoir des méthodes d’imagerie adaptées à des milieux hétérogènes, puis extraire l’information à partir de signaux souvent bruités ou diffusés. Ces approches combinent dispositifs expérimentaux, traitement du signal et modélisation pour observer, mesurer et reconstruire des phénomènes dans des environnements complexes.
Physique pour la médecine : imagerie et thérapies non invasives
Une partie des travaux articule instrumentation, imagerie et applications biomédicales, avec un focus sur des approches non invasives. Les recherches portent notamment sur le développement de dispositifs d’imagerie et de thérapie, et sur les méthodes associées pour mesurer, localiser et suivre des phénomènes dans le vivant. L’objectif est de transformer des concepts de physique (en particulier liés aux ondes) en outils mobilisables pour le diagnostic, le guidage et la thérapie.
Biologie intégrative : biomolécules, cellules, dynamiques du vivant
Les recherches abordent biochimie, génétique, biophysique et organisation cellulaire, avec des approches quantitatives et instrumentales. La protéomique et la spectrométrie de masse font partie des outils mobilisés via des plateformes dédiées.
Biologie intégrative : biomolécules, cellules, dynamiques du vivant
Les recherches abordent biochimie, génétique, biophysique et organisation cellulaire, avec des approches quantitatives et instrumentales. La protéomique et la spectrométrie de masse font partie des outils mobilisés via des plateformes dédiées.
Neurosciences : plasticité, pathologies, comportements
Les thématiques incluent plasticité cérébrale, mécanismes adaptatifs et pathologies (dont Alzheimer, addictions, anxiété), avec des modèles expérimentaux et des approches de mesure et d’analyse associées.
Transitions : décarbonation, énergie, environnement
Les sujets liés à la décarbonation, à l’énergie et à l’environnement s’appuient sur des approches transversales : procédés, matériaux, analyse et instrumentation. Dans le cadre de l’IPGG, la microfluidique et la nanofluidique sont mobilisées sur la transition écologique et énergétique (dont technologies à émissions négatives de CO₂), ainsi que sur la chimie des flux et le recyclage.
Moyens et environnement de recherche
Approches expérimentales et instrumentation
Les recherches s’appuient sur des approches de caractérisation et d’imagerie, des mesures multi-échelles, la microfabrication, l’analyse chimique et le prototypage. L’organisation favorise la conception d’instrumentation et de dispositifs expérimentaux, en lien avec des plateformes mutualisées.
Plateformes
Caractéristiques
Atelier mécanique
conception et réalisation de dispositifs expérimentaux (usinage, prototypage) en appui aux équipes.
Microscopie électronique à balayage (MEB)
caractérisation et imagerie à l’échelle micro- et nanométrique, plateforme commune avec l’IPGG.
Plateau nanotechnique
outils de pointe pour l’élaboration et la caractérisation de matériaux à l’échelle nanométrique.
Microfluidique (Institut Pierre-Gilles de Gennes – IPGG)
conception et fabrication de puces microfluidiques via une UAR (unité d’appui et de recherche) dédiée au sein de l’écosystème IPGG.
Spectrométrie de masse biologique et protéomique (SMBP)
plateforme technologique de spectrométrie de masse haute résolution pour l’étude de systèmes biologiques complexes.
Collaborer avec l’ESPCI Paris – PSL
Collaborations scientifiques
Les collaborations s’organisent autour d’un besoin scientifique concret : explorer un phénomène, développer une méthode de mesure, concevoir un dispositif, caractériser un matériau ou valider une preuve expérimentale. Elles peuvent prendre plusieurs formes, selon le périmètre et le niveau de maturité du sujet :
- Contrat de recherche bilatéral : définition d’un objectif scientifique, plan de travail, livrables et calendrier, au sein d’une équipe de recherche.
- Projet collaboratif / consortium : participation à des projets multi-partenaires (dont projets européens et collaborations internationales selon les thématiques).
- Accès aux plateformes : usage d’équipements et d’expertises techniques pour des essais, de la caractérisation ou du prototypage. La plateforme de microscopie électronique à balayage (MEB), par exemple, est ouverte aux start-up et aux entreprises sous conditions de tarification.
- Microfluidique (IPGG) : conception et fabrication de puces microfluidiques via une unité d’appui et de recherche dédiée, mobilisable selon les projets.
- Co-encadrement : co-encadrement scientifique (stages, doctorat), lorsque le sujet le justifie et selon les modalités de partenariat.
Transfert et valorisation
Le transfert vise à passer d’un résultat scientifique à un usage : démonstrateur, dispositif, méthode, logiciel ou matériau. La valorisation s’appuie sur la propriété intellectuelle (brevets, licences) et sur des démarches de maturation (preuve de concept, prototypage, validation expérimentale) en lien avec des partenaires.