Additive Manufacturing (AM) is an emerging part production technology that offers many advantages such as high degree of customization, material savings and design of 3D highly complex structures. However, AM is a complex multiphysics process. Therefore, only a limited number of materials can already be commercially used to produce parts and a handful of others are being studied or developed for such process. Consequently, limited knowledge on this process is available, especially concerning materials that present thermomechanical challenges such as brittle materials.
The research I did during my PhD studies focuses on additive fabrication of silicon pillars on a monocrystalline silicon wafer by Direct Laser Melting (DLM) with a pulsed 1064 nm laser beam. The simple geometry of pillars allowed for the first determining steps into process understanding. Several results were achieved through this PhD work. First, crack-free silicon pillars were successfully built onto monocrystalline silicon wafers. With the help of in-situ process monitoring and sample characterization, wafer substrate temperature and laser repetition rate were found to be the main influential parameters to obtain crack-free samples, as minimum substrate temperature of 730°C and a minimum repetition rate of 100 Hz were necessary to reach this goal (for a feed rate of 15 g/min and a pulse duration of 1 ms). The influence of secondary process parameters such as feed rate and energy per pulse were also discussed. A simple Finite Element Modeling (FEM) model validated by the experiments was used to explain crack propagation in the samples. Then, process monitoring of the DLM process was realized. High-speed camera image analysis re-vealed that vertical stage speed and powder feed rate should match to obtain a constant pillar building rate. As all pillars presented necking at their base, estimations of the thermal characteristics of the pillar during growth were carried out by FEM simulations. They were additionally used to explain the pillar final shape. Finally, the microstructure of the pillars built was characterized by the Electron Back-Scattering Dif-fraction (EBSD) technique. In the conditions presented in this work, the microstructure of the pillar was found to be in the columnar growth mode. The feed rate was identified as the most influential parameter on the microstructure, followed by the stage speed, the impurity content of the powder and the crystallographic orientation of the substrate. Epitaxial growth was achieved on more than 1 mm with a feed rate of 1.0 g/min, a stage speed of 0.1 mm/s, a powder with purity of 4N and a <111> oriented wafer substrate. This work could be further continued by making improvements to the DLM setup, studying the influence of additional process parameters on the thermomechanical behavior and the microstructure control of the pillars, and/or using these results to realize more complicated shapes, either with this setup or by using a powder bed technique.
About
I was born in France and I have grown up in a little town called Beynes, in the department Yvelines, no so far from Paris and Versailles. I am the first of four kids! As a child, I wanted to be a journalist. I have always been interested in digging up into a subject in order to transforming into articles that could be read by others. I had a few friends writing a bunch of articles alongside so we could turn everything into magazines. I spent a lot of time playing with a - now old - layout software in order to make this publication look like my favorite magazines at that time – L’Hebdo, le monde des ados. I even managed to get an internship for a week there!
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I was born in France and I have grown up in a little town called Beynes, in the department Yvelines, no so far from Paris and Versailles. I am the first of four kids! As a child, I wanted to be a journalist. I have always been interested in digging up into a subject in order to transforming into articles that could be read by others. I had a few friends writing a bunch of articles alongside so we could turn everything into magazines. I spent a lot of time playing with a - now old - layout software in order to make this publication look like my favorite magazines at that time – L’Hebdo, le monde des ados. I even managed to get an internship for a week there!
Arts et Science
La science est souvent perçue comme inaccessible, ennuyeuse, voire arrogante. Je suis fermement convaincue que l’art peut aider à rapprocher le grand public des disciplines scientifiques. Grâce à l’interactivité, à la narration immersive et à l’engagement émotionnel, l’art peut créer un dialogue entre les scientifiques et le grand public, les reliant à un niveau plus profond et plus humain. À son tour, ce dialogue encourage un public plus large à développer sa curiosité pour la science et à s’intéresser à des sujets complexes.
Dans cette section, je présente une sélection de projets créés pour des publics variés dans le but de rendre les concepts scientifiques complexes plus accessibles et plus attrayants.
Au cours de mon passage au NCCR SPIN de l’Université de Bâle, en Suisse, j’ai co-développé QuantArt, un programme mêlant art et science conçu pour communiquer la science à travers la pratique artistique et pour offrir aux jeunes chercheurs des opportunités de développer leurs compétences en communication scientifique et en création de manière non conventionnelle. Le programme a donné lieu à des projets sous divers formats : jeux, expositions et œuvres d'art, livres pour enfants, collaborations avec des musées et des festivals de bande dessinée, ainsi que des spectacles.
Tous les projets que j'ai (co)développés sont disponibles sur la page suivante :
Save the Cat (jeu)
Qubits on the Bloch (installation)
« Save the Cat » est une chasse au trésor interactive et semi-numérique organisée à l'occasion de l'Année internationale de la science et de la technologie quantiques.
Les joueurs devaient résoudre des énigmes et parcourir certains des événements marquants de l'histoire de la science quantique : une façon ludique d'en apprendre encore plus sur le sujet !
En collaboration avec Joel Hutchinson et Maria Longobardi, j’ai développé le concept, l’histoire globale du jeu, les mécanismes et les énigmes, co-rédigé une partie du texte et illustré le jeu.
« Qubits on the Bloch » est une installation mêlant art et science présentée à l'Exposition universelle de 2025 à Osaka, au Japon.
J'ai participé à la conception et à la création de cette œuvre, et j'ai assuré la gestion du projet.
LooQ Closer
Hidden Variables (art installation)
« Hidden Variables » est une installation 3D mêlant art et science.
Qu’est-ce qui se cache derrière une simple avancée scientifique ? Un parcours fait d’essais et d’erreurs, de hauts et de bas, de succès et d’échecs, et surtout, un investissement en temps. À la croisée de l’art et de la science, une équipe de six scientifiques spécialisés en informatique quantique s’est réunie pour vous révéler la beauté cachée des données perdues et des mesures infructueuses – des éléments essentiels dans la quête des découvertes scientifiques les plus subtiles.
J'ai proposé, conceptualisé et géré le projet, et j'ai guidé six jeunes scientifiques dans la conception de cette installation mêlant art et science, présentée dans de nombreux lieux à travers le monde.
Avez-vous déjà rêvé d’explorer l’infiniment petit, de plonger dans un monde où les choses se comportent d’une manière qui vous est totalement inconnue ? À la croisée de l’art et de la science, une équipe de jeunes physiciens et designers du NCCR SPIN vous invite à plonger dans l’univers quantique et à découvrir tous ses phénomènes insolites. Leur installation se compose d’abat-jours interactifs qui mettent en lumière les mystères de la physique quantique, vous permettant de la percevoir et de la vivre comme si vous en faisiez partie. Entrez et embarquez pour un voyage scientifique, une quête sans fin de réponses à des questions toujours plus profondes.
En termes simples, mais chargés de complexité : entrez et regardez de plus près.
J'ai proposé, conceptualisé et géré le projet, et j'ai guidé cinq jeunes scientifiques et designers dans la création de cette installation interactive mêlant art et science, présentée lors de la Berlin Science Week 2025.
QuantumLand.inc (art installation)
Cette installation en 3D explore les processus scientifiques, depuis les hypothèses et les idées jusqu’aux expériences, en passant par les simulations, pour aboutir à des montagnes de données qui peuvent ou non déboucher sur des résultats utiles. Les jeunes chercheurs ont intégré l’idée d’une usine qui traite, parfois, des éléments absurdes, afin que les visiteurs puissent être plongés dans un univers mécanique fantastique et interagir avec ses éléments.
J'ai proposé, conceptualisé et géré le projet, et j'ai guidé trois jeunes scientifiques dans la conception de cette installation mêlant art et science, présentée lors de la Berlin Science Week 2024.
