L’X, la FX et l’Institut Pierre Lamoure créent la chaire « Accélération laser-plasma haute cadence »

La chaire « Accélération Laser-Plasma haute cadence », se positionne en soutien au projet LAPLACE-Haute cadence du Laboratoire d’optique appliquée (LOA - CNRS, École polytechnique, ENSTA Paris, Institut Polytechnique de Paris), financé par le Contrat de Plan État-Région (CPER). Le projet LAPLACE vise à développer un prototype d’accélérateur laser-plasma fonctionnant à haute cadence (100 Hz, soit 100 impulsions par seconde), adapté à de nouvelles applications industrielles et sociétales.

L’activité de recherche de la chaire s’articulera dans un premier temps, autour du développement d’un accélérateur laser-plasma haute cadence avec une fiabilité et une robustesse adaptées aux applications attendues. L’accélération laser-plasma est une technologie émergeante qui permettrait une miniaturisation des accélérateurs d’électrons actuellement de taille kilométrique. Pour dépasser l’état de l’art dans ce domaine, l’Institut Polytechnique de Paris, Thales et le CNRS ont créé en 2022, le laboratoire commun HERACLES3 sur les lasers intenses.

Le projet se focalisera ensuite sur le développement d’une source de Rayons X, fonctionnant sur le principe de la diffusion Compton inverse : des rayons X seront émis par la collision du faisceau d’électrons issu de l’accélérateur avec un deuxième faisceau laser. L’objectif sera de caractériser cette source et de chercher à contrôler ses propriétés en fonction de la physique de la collision et des paramètres respectifs du laser et du faisceau d’électrons. Les propriétés uniques des rayons X ainsi obtenus en laboratoire pourront s’avérer précieuses pour les utilisateurs d’autres instruments (synchrotrons ou lasers à électrons libres).

Enfin, le projet s’orientera à terme vers les applications scientifiques et industrielles de cette technologie, notamment dans le domaine du contrôle non-destructif qui consiste en la réalisation de mesures permettant de contrôler l’intégrité de systèmes (structures, objets, dispositifs industriels…) sans détérioration. Les pistes d’application envisagées incluent la détection et le suivi de l’évolution de défauts dans les pièces métalliques épaisses, à des fins de prévention d’accident, prévision de réparations, opérations de maintenance, ou encore de contrôle qualité dans de larges domaines (énergies, transports, marine, aéronautique et aérospatiale, défense, sécurité…). La source Compton X pourrait aussi permettre l’étude de la dégradation de batteries rechargeables au fil des cycles de charge et décharge.

Inaugurée ce 29 mars 2023 en présence des membres du Conseil d’administration de l’Institut Pierre Lamoure, parmi lesquels ses deux Fondateurs, Jacques et Jean-Pierre Lamoure, cette nouvelle chaire est portée à l’X par Jérôme Faure, Directeur de recherche CNRS au LOA. « Cette chaire permettra de transformer une recherche fondamentale de longue haleine vers un projet plus appliqué et plus concret. Nous disposons dorénavant de financements conséquents pour réaliser un prototype d’accélérateur d’électrons basé sur des technologies laser innovantes. Ce sera un véritable catalyseur qui nous permettra de renforcer considérablement notre équipe d’ingénierie et de recherche, et d’atteindre beaucoup plus rapidement des performances laser inégalées à ce jour », déclare-t-il.