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Vincent Loyau a effectué ses études à l'université Denis Diderot (Paris 7) où il a obtenu sa maîtrise de physique et son DEA d'accoustique. Il a préparé son doctorat au LUSSI (Laboratoire des UltraSons Signaux et Instrumentation) et soutenu sa thèse intitulée "Etude du bruit thermique dans les transducteurs piézoélectriques ultrasonores. Application à la modélisation de l'élévation de la température et à la caractérisation de transducteurs." à l'université François Rabelais (Tours) en 2004. Durant ses deux années d'ATER, il a notamment mis au point un système de récupération d'énergie mécanique basé sur un bilame piezoélectrique. Vincent Loyau a été recruté l'ENS de Cachan en 2006.