La recherche en science de la solidification connaît un essor inédit. Par essence multidisciplinaire, aux frontières communes de la Physique Théorique, de la Science des Matériaux, de la Thermique, et de la Mécanique, son vaste champ d’investigation s’étend de la physique fondamentale à l’ingénierie des matériaux avancés. Elle s’accorde avec les défis sociétaux de notre siècle –course à l’allégement de structures, modélisation multiéchelle intégrée, et technologies numériques de pointe.

La mission du GDR "Solidification des Alliages Métalliques" se présente ainsi : fédérer les compétences issues de différentes disciplines scientifiques autour des points cruciaux de la solidification des métaux, et structurer une recherche solide et fertile, propre à élargir le champ de nos connaissances. Le contexte scientifique français, adossé à nos voisins européens, est éminemment favorable à cette entreprise. Les différentes approches y sont représentées : l’expérimentation, en particulier l’observation in situ, est motrice; plusieurs équipes se situent parmi les meilleures spécialistes de la simulation numérique; l’ingénierie est diverse, active, source d'innovation et d'inspiration. Dûment associée au GDR SAM, la commission thématique "Coulée et Solidification" de la Société Française de Métallurgie et de Matériaux (SF2M) centre son action fédératrice sur les aspects plus spécifiquement industriels de la solidification.

La solidification, processus de cristallisation des mélanges liquides le plus fréquent dans notre environnement, est une étape majeure dans les procédés d’élaboration de matériaux métalliques, semi-conducteurs et céramiques à usage industriel, dont la maîtrise est un enjeu important pour l’optimisation des propriétés d’usage des produits solidifiés. Le problème clé est celui de la formation des structures de solidification (modulations de composition, dispersions de phases et grains cristallographiques, défauts). Elles sont l’héritage, figé dans le solide, de phénomènes d’auto-organisation à l’échelle micrométrique, et d’instabilités thermomécaniques à celle du container. Ces processus de morphogénèse hors équilibre sont gouvernés par des couplages non-linéaires entre la diffusion thermique et solutale, la réponse des interfaces en cours de propagation, et les champs de convection et de déformation plastique à grande échelle. Ces phénomènes complexes –sensibles à de faibles variations de l’environnement et au chemin de solidification– et multiéchelles sont fascinants pour la recherche fondamentale. Leur compréhension est stratégique pour le développement d'outils de prédiction et de maîtrise au service de l'innovation industrielle.