Le prix André Guinier, millésimé 2026

Nous avons l’immense plaisir d’annoncer que le prix André Guinier 2026 de l’AFC est décerné à Marianne Quiquandon et Denis Gratias. 

Le prix « André Guinier » de l'Association Française de Cristallographie récompense une personnalité francophone, ou ayant effectué une grande partie de sa carrière en France, qui a contribué de façon exceptionnelle à la cristallographie. Le prix 2026 sera remis à Marianne Quiquandon et Denis Gratias, de l’Institut de Recherche de Chimie Paris (IRCP) / Chimie ParisTech. Le prix leur sera remis à l’occasion du colloque AFC 2026 à Lille.

 Présentation des travaux de Marianne Quiquandon et Denis Gratias en dix articles 

           Après une maîtrise de physique fondamentale à Paris VI, Marianne Quiquandon rejoint le CECM de Vitry/Seine en 1982 pour y effectuer sa thèse sur la « théorie dynamique de la diffraction des électrons rapides par les cristaux et quasicristaux » en développant le formalisme proposé par Denis Gratias et Richard Portier en 1981 inspiré des théories de perturbations dépendantes du temps en mécanique quantique. En 1984, Denis Gratias, chargé de recherche au CNRS, en séjour longue durée à l'Institut de Physique Théorique de l’Université de Californie Santa Barbara (USA) dans une collaboration interdisciplinaire « physique théorique et sciences des matériaux » organisée par John Cahn, se trouve confronté au problème des diffractions d'ordre 5 observées au National Bureau of Standards (NBS) en avril 1982 par Danny Shechtman. Les trois chercheurs, aidés à distance par Ilan Blech à l’origine d’un premier modèle de phase icosaédrique, rédigent en octobre 1984 l'article [1] annonçant la découverte des quasicristaux qui fut à l’origine du prix Nobel de chimie de Shechtman en 2011. Dès le retour en France au CECM de Denis Gratias en janvier 1985, et suite à son intervention à un atelier de cristallographie mathématique à l’IHES organisé par Louis Michel et Marjorie Senechal, commence une très longue période d’intense collaboration entre Denis Gratias, Marianne Quiquandon (CECM), John Cahn (NIST) et André Katz (CPT/Polytechnique) dont les résultats les plus significatifs pour la cristallographie sont rappelés ici.

1. Les premières simulations numériques d’images de microscopie électronique à haute résolution de quasicristaux icosaédriques [2] sont calculées directement dans le cadre quasipériodique sans nécessité d’approximer ces structures par des cristaux à grandes mailles. Ce travail sera l’objet principal de la thèse de Marianne Quiquandon soutenue en juillet 1988 et présidée par le professeur André Guinier.
2. Le schéma d’indexation des diffractions des phases icosaédriques [3], partie technique cruciale pour tous les développements ultérieurs, permet de décrire ces structures comme des cristaux à 6D dont le quasicristal réel est une coupe irrationnelle 3D.  Initié par Cahn, Shechtman et Gratias en 1986 —et étendu aux phases approximantes par Quiquandon en 1999 —, ce schéma a conduit à une formulation élégante des indexations de diffraction quasicristalline, essentielle pour effectuer les reconstructions de Fourier à 6D et ouvrir l’accès à l’espace perpendiculaire.
3. En 1991, la première détermination expérimentale [4] d’une phase icosaédrique (Al₆₂Cu_25.5Fe_12.5) par un modèle de surfaces atomiques polyédrales est rendue possible grâce à l’expertise métallurgique (Annick Quivy et Yvonne Calvayrac) du CECM pour fabriquer un quasicristal de qualité et grâce à deux facteurs importants dans l’interprétation des données de diffraction :
   • le schéma d’indexation discuté précédemment qui permet à Marianne Quiquandon, en charge de la collecte et l’interprétation des données de diffraction de neutrons, de découvrir que les réflexions se scindent en quatre branches bien distinctes dans l’espace perpendiculaire ce qui montre, avec Gratias et Katz, que la structure est descriptible avec, au plus, quatre surfaces atomiques localisées aux points spéciaux de petit groupe m35 ;
   • le travail de Katz sur les surfaces atomiques polyédrales représentant les atomes dans l’espace perpendiculaire qui permet de déterminer les formes les plus plausibles compatibles avec les données de diffraction.
   Ce premier modèle sans paramètres ajustables décrit correctement plus de 95% des atomes de ceux très élaborés proposés aujourd’hui.
4. Le lien géométrique cristallographique entre les quasicristaux et leurs phases approximantes a été obtenu [5] en considérant les approximants comme résultant d’un cisaillement linéaire ad hoc dans l’espace perpendiculaire amenant un hyperplan 3D rationnel du cristal 6D parallèle à l’espace physique transformant ainsi la structure quasipériodique initiale en structure périodique.

           En 2000, Denis Gratias et Marianne Quiquandon migrent au Laboratoire d'Etude des Microstructures (LEM) au centre de Châtillon, unité mixte CNRS-ONERA, que Denis Gratias dirige jusqu'en 2009. Ils y réalisent une étude exhaustive des environnements locaux atomiques dans les phases icosaédriques de type F basée sur la décomposition en cellules des surfaces atomiques dans l’espace perpendiculaire à partir de quoi ils proposent un modèle 6D générique [6] pour les phases icosaédriques F et P.

           En 2014, suite au passage émérite de Denis Gratias, ils sont affectés à l’IRCP/Chimie ParisTech où ils poursuivent leurs recherches sur les symétries N-dimensionnelles avec l’étude des défauts de module [7] susceptibles d’apparaître dans certains alliages [8] de structures approximantes qui généralisent les descriptions usuelles de macles dans les cristaux. Plus récemment, dans le cadre d’un projet ANR mêlant cristallographie et physique théorique, ils construisent le cadre formel de la bi-cristallographie en étudiant les symétries globales engendrées par deux copies d’un même objet réparties dans l’espace [9] qu’ils appliquent aux bicouches 2D, dont celles de graphène, et les fonctions représentant leurs figures de moiré [10] comme en témoigne leur travail en cours qui connecte pavages géométriques et fonctions analytiques continues autour de l’idée d’une cristallographie « douce » où les notions strictes de périodicité et symétrie sont remplacées par celles moins restrictives de presque-périodicité et presque-symétrie au sens de H. Bohr.

Références

1. D. Shechtman, I. Blech, D. Gratias and J. W. Cahn, Metallic phase with long-range orientational order and no translational symmetry, Phys. Rev. Let., 53 (20), 1951-1953, (1984).

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.53.1951

2. M. Cornier (Quiquandon), K. Zhang, R. Portier and D. Gratias

 High resolution electron microscopy of icosahedral phases, Journal de Physique, Colloque C3 supplément au n°7, Tome 47, 447-456 (1986). https://doi.org/10.1051/jphyscol:1986345

3. J. W. Cahn, D. Shechtman and D. Gratias, Indexing of Icosahedral Quasiperiodic Crystals, J. Mat. Res., 1, 13-26, (1986). https://doi.org/10.1557/JMR.1986.0013

4. M. Cornier-Quiquandon, A. Quivy, S. Lefebvre, E. Elkaim, G. Heger, A. Katz, and D. Gratias, Neutron-diffraction study of icosahedral Al-Cu-Fe single quasicrystals Phys. Rev. B, 44(5):2071-2084, (1991). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.44.2071

5. D. Gratias, A. Katz and M. Quiquandon, Geometry of approximant structures in quasicrystals, J. Phys.: Condens. Matter, 7, 9101-9125 (1995). https://doi.org/10.1088/0953-8984/7/48/004

6. M. Quiquandon and D. Gratias, Unique six-dimensional structural model for Al-Pd-Mn and Al-Cu-Fe icosahedral phases, Phys Rev. B, 74, 214205-1-9, (2006). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.74.214205

7. A. Sirindil, M. Quiquandon and D. Gratias, Z-module defects in crystals, Acta Cryst. A73, 427-437 (2017). https://doi.org/10.1107/S2053273317013882

8. A. Sirindil, R. Kobold, F. Mompiou, S. Lartigue-Korinek, L. Perriere, G. Patriarche, M. Quiquandon and D. Gratias, Atomic scale analyses of Z-module defects in an NiZr alloy, Acta Cryst. A74, 647-658 (2018). https://doi.org/10.1107/S2053273318011439

9. D. Gratias and M. Quiquandon, Crystallography of homophase twisted bilayers: coincidence, union lattices and space groups, Acta Cryst. A79, 301-317 (2023). https://doi.org/10.1107/S2053273323003662

10. M. Quiquandon and D. Gratias, Crystallography of quasiperiodic moiré patterns in homophase twisted bilayers, Acta Cryst. A81, 94-106 (2025) https://doi.org/10.1107/S2053273324012087