La SFEN et WiN Bourgogne Franche Comté ainsi que l’ARCEA ont invité Virginie SILVERT,  physicienne, Docteur de l’Ecole Polytechnique en Physique des plasmas, ingénieure au CEA DAM VALDUC, pour une conférence sur ce thème au Lycée Carnot le jeudi 29 novembre à Dijon. Cette conférence a permis de faire découvrir le monde de la recherche et les perspectives d’avenir.15

La matière telle qu’on la connaît sur Terre existe essentiellement sous trois formes: l’état solide, l’état liquide et l’état gazeux. Il existe cependant un quatrième état de la matière, appelé plasma, qui constitue presque toute la matière de l’Univers. Un plasma est un système physique constitué d’un grand nombre de particules chargées positivement (ions) et négativement (électrons), qui reste globalement électriquement neutre.

Parmi les plasmas naturels, l’on peut citer celui du milieu interstellaire, froid et dilué alors que celui qui constitue le cœur des étoiles est extrêmement chaud et dense. A l’instar de ces plasmas naturels, de tels systèmes peuvent être produits et étudiés en laboratoire. Différentes voies expérimentales peuvent mener à leur formation : par décharge électrique dans un gaz soumis à une très forte différence de potentiel ou par interaction d’un faisceau laser très intense avec une cible solide ou gazeuse.

Ces plasmas ont été utilisés depuis le début des années soixante pour obtenir des données de physique atomique et tenter de comprendre, par exemple, certains objets astrophysiques. La Physique des plasmas constitue un champ de la Physique très vaste qui fait appel à de nombreuses spécialités : Physique des gaz, Mécanique des fluides, Physique statistique mais aussi Physique atomique, Physique de l’interaction rayonnement/matière, et bien d’autres encore.

« Aujourd’hui, nous focaliserons notre attention sur les propriétés radiatives des plasmas créés par laser de puissance», précise Virginie SILVERT. Les études théoriques de la structure électronique et celles relatives aux propriétés radiatives sont structurantes pour la compréhension du transfert de rayonnement dans la matière et l’établissement des équations d’état. Ces données atomiques structurelles sont intéressantes pour de nombreuses raisons : en astrophysique, en fusion par confinement inertiel mais aussi pour la simulation numérique des expériences menées auprès des lasers et pour la conception des diagnostics spectroscopiques qui récoltent la mesure.

Virginie SILVERT nous a d’abord présenté une expérience plasma réalisée pendant sa thèse au Laboratoire pour l’Utilisation des Lasers Intenses (LULI) de l’Ecole Polytechnique à Palaiseau pour laquelle l’objectif était de mesurer un spectre émis  par un plasma de xénon, généré par l’interaction d’un laser de puissance avec un jet de gaz– la démarche scientifique consistant à comparer les mesures avec la simulation numérique de celles-ci et de voir dans les écarts toute la Physique qu’il reste à découvrir…

Ces expériences passionnantes l’ont ensuite menée au CEA DAM Ile de France, où elle a contribué à la conception et la simulation numérique de nombreuses expériences mettant en œuvre des lasers de plus en plus puissants, notamment le Laser Mégajoule, implanté au CEA DAM CESTA en Aquitaine. Elle a également insisté que les calculs complexes élaborés pour la conception et l’interprétation étaient menés sur les supercalculateurs du CEA capables d’effectuer un milliard de milliards d’opérations par seconde ! Ces deux grands équipements constituent des piliers du Programme Simulation au CEA DAM.

La conférence a attiré environ 200 élèves de Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles très intéressés, avides d’une meilleure connaissance du monde de la recherche et sensibles aux perspectives d’avenir dans ce domaine. Ils ont posé des questions sur les autres applications des lasers et sur la physique des plasmas.