Les cristaux liquides sont une classe de matériaux mous anisotropes combinant la fluidité des liquides et l’ordre cristallin. En raison de leur anisotropie marquée dans leurs propriétés optiques, électriques et mécaniques, ils trouvent de larges applications dans les domaines de l’affichage et du contrôle optique. De plus, grâce à leur ordre de 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, cet ordre de longue portée n’est pas absolument stable ; lors du processus d’auto-assemblage ou sous perturbations externes, des défauts apparaissent souvent. Avec le développement de la physique des matières molles et de la théorie topologique des champs, la compréhension des défauts des cristaux liquides a évolué, passant de « structures défectueuses passivement formées » à « unités fonctionnelles programmables ». Cet article passe en revue l’origine, la classification, les mécanismes de formation des défauts de cristaux liquides ainsi que leur construction contrôlée basée sur les contraintes aux 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 dislocations et les défauts de glissement sont présentés avec leurs caractéristiques topologiques ; ensuite, la relation intrinsèque entre l’orientation ordonnée des cristaux liquides et la formation de défauts est analysée ; puis, en partant des différentes contraintes imposées par les conditions aux limites sur le champ d’orientation, trois perspectives sont discutées concernant la réalisation contrôlée des défauts dans leur position spatiale et leur configuration : les contraintes microstructurales à l’interface solide, l’effet d’ancrage spontané à l’interface libre, et la réponse des contraintes aux limites à l’interface fluide souple sous action d’un champ externe. 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