En 2026, la physicienne Jacqueline Bloch, âgée de 59 ans, se voit remettre la médaille d’or du CNRS la plus prestigieuse récompense de la recherche française. Elle l’a reçue au Centre de nanosciences et de nanotechnologies (C2N) où elle dirige aujourd’hui un laboratoire dédié aux interactions entre lumière et matière. Lors de la cérémonie, elle a brandi dans sa main un demi-cercle ultra-réfléchissant, aussi fin qu’une lame de rasoir, en déclarant: « Voilà typiquement un échantillon de microcavités que l’on fabrique ici même, au C2N ! » Ce geste symbolise la façon dont elle utilise des structures nanométriques pour observer le monde quantique.
Des racines familiales à la formation d’ingénieur
Jacqueline raconte avec émotion que son père, Claude Bloch, était un grand physicien qu’elle a perdu à l’âge de quatre ans. « Mon père, Claude Bloch, était un grand physicien, et je l’ai perdu quand j’avais 4 ans », explique-t-elle, avant d’ajouter que son oncle était également scientifique. Cette atmosphère familiale a nourri son désir de comprendre la lumière. Après le lycée et une année de classe préparatoire, elle intègre l’ESPCI où elle se passionne pour les travaux pratiques. Elle y rencontre deux mentors marquants: Claude Boccara, expert en optique et Jacques Lewiner, spécialiste de la physique des solides.
Ces influences la conduisent vers une spécialisation à l’interface de l’optique et de la matière condensée. Elle obtient un DEA en physique de la matière condensée, puis défend sa thèse en 1994 au Laboratoire de microstructures et de microélectronique (L2M) où elle étudie le comportement des électrons dans les nanostructures.
Polaritons: la naissance d’une quasi-particule hybride
Deux ans après son doctorat, Jacqueline fait la découverte qui façonnera le reste de sa carrière: les polaritons. Ces entités naissent dans des microcavités micrométriques, composées de couches de semi-conducteurs enfermées entre deux miroirs face à face. Les photons rebondissent entre les miroirs, transmettant leur énergie aux électrons du semi-conducteur, créant L’exciton peut à son tour réémettre un photon, rendant impossible de distinguer le photon de l’exciton. Le couple forme le polariton objet mi-lumière mi-matière.
« La part lumineuse des polaritons nous permet de les observer. En effet, les miroirs n’étant pas parfaits, une partie de la lumière s’échappe de la cavité et peut être mesurée par nos détecteurs », précise-t-elle. Cette fuite d’énergie devient le moyen d’analyser le comportement interne du système, tandis que la composante matérielle du polariton autorise les interactions entre plusieurs quasi-particules, donnant naissance à des phénomènes de type fluide.
En 1997, elle publie plusieurs articles montrant qu’on peut sculpter les microcavités en forme de piliers, créant Cette maîtrise de la géométrie ouvre la voie à des expériences de physique non linéaire où l’injection massive de lumière augmente le nombre de polaritons et leurs interactions, faisant apparaître des flux tourbillonnants et des condensats de type Bose-Einstein.
Des expériences internationales aux retombées futures
En 1998, Jacqueline part aux États-Unis pour rejoindre les laboratoires Bell en tant que chercheuse invitée. Là, elle se forme aux techniques de spectroscopie ultrarapide, capables de suivre en temps réel l’évolution des polaritons. Cette période coïncide avec la naissance de son premier enfant. Trois ans plus tard, de retour en France, elle réintègre le L2M (qui deviendra le C2N en 2016) et poursuit ses travaux sur les condensats de polaritons, notamment en 2010 où elle montre la différence entre un véritable condensat et un laser, une distinction désormais utilisée comme référence.
En 2015, elle exploite la flexibilité des microcavités pour reproduire, à petite échelle, l’horizon d’un trou noir. En faisant circuler un fluide de polaritons à travers un défaut microscopique, elle crée une frontière où les ondes de densité sont entraînées, simulant l’effet de l’horizon de Hawking. Bien que le rayonnement de Hawking n’ait pas encore été détecté, les expériences ouvrent de nouvelles voies pour tester la physique quantique dans des environnements analogues.
Parallèlement, elle conçoit des structures en nid d’abeilles au sein des microcavités pour imiter les propriétés conductrices du graphène, ouvrant la porte à la création de matériaux artificiels aux caractéristiques inexistantes dans la nature.
En dehors du laboratoire, Jacqueline s’investit dans la formation des jeunes scientifiques. Membre de l’Académie des sciences, elle anime des travaux dirigés en petits groupes et, depuis 2016, elle mentorise des doctorantes dans le cadre d’un programme avec l’association Femmes & Sciences. Ses deux fils, âgés respectivement de 23 ans et 27 ans, suivent déjà des carrières scientifiques – l’un en physique, l’autre en chimie – et partagent avec leur mère la passion de la montagne.
Ses recherches, bien que fondamentales, laissent entrevoir des applications disruptives: le traitement et la transmission d’information uniquement par la lumière, promettant une réduction massive de la consommation énergétique des technologies numériques. En 2022, son équipe montre que les fluctuations d’un condensat de polaritons suivent les mêmes lois que la croissance du givre, et en 2025, elle confirme ce comportement en deux dimensions, renforçant l’universalité des phénomènes observés.
