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2017
Le spectromètre d’électrons à champ de vue 3D du LPP en UNE du Journal of Geophysical Research – Space Physics online
Comprendre les mécanismes d’accélération dans les magnétosphères planétaires ou la dissipation de l’énergie à l’échelle électronique dans le vent solaire nécessite de mesurer la fonction de distribution des électrons à l’échelle de la milliseconde. Pourtant, depuis le début de l’ère spatiale, le champ de vue instantané des spectromètres plasmas n’est que de quelques degrés autour de leur plan de visée. On en est ainsi venu à barder les satellites de têtes de mesure pour atteindre une résolution au mieux égale à plusieurs dizaines de millisecondes et au prix d’une instrumentation lourde et énergivore (plusieurs dizaines de kilogrammes et de Watt). Les travaux du LPP publiés par le Journal of Geophysical Research – Space Physics et présentés en UNE de son édition online sont de nature à changer la donne pour les missions spatiales à venir. Le « donut analyzer » possède un champ de vue 3D qui couvre pour la première fois un hémisphère de façon instantanée, comme schématisé sur la Figure. Deux capteurs sont suffisants pour couvrir l’ensemble des directions de l’espace avec une sensibilité nettement améliorée par rapport aux instruments existants, ce qui devrait permettre d’effectuer des mesures à l’échelle de la milliseconde dans les plasmas spatiaux.
Une chaire ANR industrielle sur les « Nouveaux propulseurs plasmas pour satellites en orbite basse terrestre » portée par le LPP
POSEIDON, une des 5 chaires ANR industrielles sélectionnées en 2016 et portant sur les « Nouveaux propulseurs plasmas pour satellites en orbite basse terrestre », a été inaugurée le 27 Janvier 2017. Ce projet, porté par Anne Bourdon de l’équipe « plasmas froids » du LPP, a été signé entre le LPP, l’Ecole Polytechnique, le CNRS et Safran Aircraft Engines fin 2016, pour une durée de 4 ans. L’objectif final de la chaire POSEIDON est de développer une nouvelle méthodologie expérimentale et numérique permettant de réduire le nombre de tests expérimentaux pour le développement des futurs propulseurs à effet Hall de Safran Aircraft Engines. Dans ce projet, des expériences et des simulations originales seront réalisées, fondamentales et appliquées pour approfondir la compréhension de phénomènes physiques clefs dans les propulseurs à effet Hall : le transport électronique, l’interaction plasma-surface et l’érosion et la question du choix du gaz propulsif pour les applications futures. Les simulations 3D dans les géométries réelles des propulseurs à effet Hall seront réalisées en collaboration entre le LPP et le CERFACS à Toulouse.
L’équipe Fusion se prépare pour la première campagne expérimentale sur WEST
L’équipe Plasmas de Fusion du LPP s’apprête à réinstaller ses instruments sur le tokamak français à Cadarache. Après 4 années de travaux de modification majeure de Tore Supra (CEA/IRFM), la première campagne expérimentale sous le nouveau nom de WEST est dans la dernière phase de préparation, avec un démarrage prévu début avril. Le LPP a développé des mesures de turbulence dans les plasmas magnétisés basés sur la diffusion d’onde, dans la gamme micro-onde pour les applications fusion. Les voies de mesure Doppler construites pour Tore Supra entre 2002 et 2012, ainsi qu’une voie de conception nouvelle qui utilise la présence d’une résonance dans le plasma, sont en cours de préparation. Les antennes et tous les éléments attachés à la machine sont déjà installés (photo). Au cours de cette première campagne, l’accent sera donné sur l’accès au mode de bon confinement (mode H) et son lien avec l’établissement d’un fort cisaillement de la vitesse des fluctuations dans la zone de réduction du transport.
Le prix Hershkowitz 2016 « jeune chercheur » pour Trevor Lafleur, post-doctorant au LPP
Le prix Noah Hershkowitz “jeune chercheur” est un prix décerné par le journal Plasma Sources Science and Technology (PSST) et récompense un jeune chercheur (entre 5 et 10 ans après la thèse) pour l’excellence de ses travaux de recherche dans le domaine des plasmas froids. Trevor Lafleur, actuellement post-doctorant au LPP, est le lauréat de ce prix prestigieux pour 2016.
Une meilleure façon de mesurer les atomes d’oxygène en plasmas réactifs : le LPP au synchrotron SOLEIL
Les atomes d’oxygène sont une espèce réactive essentielle pour de nombreux environnements réactifs contenant de l’oxygène (O2), tels que les plasmas utilisés pour des traitements de surface industriels, les plasmas atmosphériques pour les applications médicales, la combustion assistée par plasma ou la valorisation du CO2. De nombreuses méthodes ont été développées pour mesurer leur concentration, sur laquelle repose la compréhension et le contrôle du comportement de ces systèmes. Toutefois, ces méthodes de mesures (notamment la fluorescence à deux photons induite par laser, TALIF, ou la spectroscopie d’émission) ont des marges d’erreurs assez larges car elles reposent sur de délicates procédures de calibrations ou des hypothèses discutables. La spectroscopie d’absorption est un moyen plus direct de mesurer des concentrations absolues avec une grande précision. La difficulté est que les atomes d’oxygène n’absorbent la lumière que dans le domaine ultraviolet lointain (VUV, inférieur à 200 nm) ; Une autre difficulté est que les raies résonnantes bien connues à 130 nm ne peuvent pas être utilisées car elles sont si fortes que toute la lumière à cette longueur d’onde est absorbée au travers du réacteur.
Abhyuday Chatterjee (doctorant en co-tutelle entre le LPP et le Synchrotron SOLEIL, financé par le LabeX Plas@par et supervisé par Jean-Paul Booth) est allé utiliser la ligne VUV DESIRS du synchrotron SOLEIL qui est doté d’un spectromètre à transformée de Fourier haute résolution (106) unique au monde, pour mesurer pour la première fois les atomes d’oxygènes en utilisant une transition interdite (100 000 fois plus faible que les raies résonnantes) à 135 nm, permettant d’obtenir des absorptions de quelques dizaines de pourcent idéales pour une quantification précise. Ces mesures constituent une partie d’un projet plus vaste dédié à la réactivité des décharges plasma en oxygène, en collaboration avec Olivier Guaitella et une équipe du Moscow State University via le LIA KAPPA.
Premières expériences sur LMJ/PETAL+ : Etude de la reconnexion magnétique
Les premières expériences sur le laser de puissance LMJ (Laser Mega Joule) vont avoir lieu en 2017. Parmis les 3 expériences sélectionnées de l’ILP (Institut Laser Plasmas), une a été proposée par Roch Smets du LPP, en collaboration avec Julien Fuchs du LULI. Son but est de créer 2 boucles de champ magnétique induites par la plume de plasma qui résulte de l’interaction d’un faisceau laser avec une cible solide. En optimisant la position des 2 cibles, les 2 boucles magnétiques vont pouvoir reconnecter entre elles. Les diagnostics pour son étude seront la radiographie proton (sondage par un faisceau de proton lui-aussi créé par l’interaction d’un faisceau laser (PETAL+) avec une cible solide) ainsi que l’imagerie spectroscopique dans le domaine X.
L’ESA présente BepiColombo
Le 6 juillet dernier, L’Agence Spatiale Européenne a officiellement présenté sa première mission vers Mercure : BepiColombo. Composée de deux sondes (MPO et MMO), la mission sera lancée en octobre 2018 pour une arrivée autour de Mercure prévue en décembre 2025.
Le LPP fournit deux instruments sur la sonde MMO :
– le spectromètre d’ions à haute résolution en masse MSA (Mass Spectrum Analyzer)
– l’antenne axiale double bande DB-SC (Double band - Search Coil) du magnétomètre alternatif tri-axe
Vous pouvez revoir la présentation de la mission ici.
L’école d’été de Bad Honnef est présidée par le LPP en 2017
L’Ecole d’Eté Internationale de Physique des Plasmas Froids a été fondée en 1996. Il réunit chaque année de nouveaux étudiants diplômés de MSc / PhD du monde entier pour leur donner une introduction solide et un aperçu concis de la physique du plasma à basse température. L’École est devenue une partie intégrante des programmes d’études de certaines universités participantes, car elle offre une couverture complète des principaux domaines d’intérêt de la science et de la technologie des plasmas : principes fondamentaux de la physique des plasmas, sources plasma, plasmas thermiques et à basse pression, cinétique du plasma, diagnostic, modélisation et interactions plasma-surface.
