Les cristaux liquides sont une classe de matériaux mous anisotropes combinant la fluidité des liquides et l’ordre cristallin, largement utilisés dans les domaines de l’affichage et du contrôle optique grâce à leurs propriétés optiques, électriques et mécaniques fortement anisotropes. De plus, grâce à un ordre à longue portée unique, les cristaux liquides sont devenus un modèle idéal pour étudier l’ordre dans les milieux continus et la rupture de symétrie. Cependant, l’ordre à longue portée des cristaux liquides n’est pas absolu, des défauts apparaissent souvent lors de l’auto-assemblage ou sous perturbation externe. Avec le développement de la physique des matériaux mous et de la théorie topologique des champs, la compréhension des défauts dans les cristaux liquides a évolué, passant de « défauts formés passivement » à des « unités fonctionnelles programmables ». Cet article passe en revue l’origine, la classification, les mécanismes de formation des défauts dans les cristaux liquides, ainsi que leur construction contrôlée basée sur les contraintes des conditions aux limites et leurs perspectives d’application. Tout d’abord, à partir de la définition physique des défauts, les types de défauts tels que les décalages et dislocations ainsi que leurs caractéristiques topologiques sont récapitulés ; puis la corrélation intrinsèque entre l’ordre d’orientation des cristaux liquides et la formation des défauts est analysée ; ensuite, à partir de différentes contraintes imposées par les conditions aux limites sur le champ d’orientation des cristaux liquides, trois perspectives sont discutées, à savoir la contrainte microstructurale de l’interface solide, l’effet d’ancrage spontané de l’interface libre et la réponse de la contrainte aux limites de l’interface fluide sous champ externe, permettant un contrôle spatial et configurationnel des défauts. Enfin, les perspectives d’application des défauts topologiques des cristaux liquides dans des domaines de pointe tels que la photonique topologique, les lasers réglables, la microfluidique et l’assemblage colloïdal sont envisagées.

cristaux liquides; défauts topologiques; contrôle; orientation; interface