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Appel à idées : chocs et diagnostics X

L’ESRF (European Synchrotron Radiation Facility, Grenoble) souhaite recenser des thématiques scientifiques pour lesquelles des expériences de compression dynamique couplées à des rayons X (diffraction et/ou spectroscopie d’absorption et/ou imagerie) pourraient être entreprises sur leurs lignes (moyennant l’investissement dans un  générateur de choc, a priori laser, à définir plus tard en fonction des besoins).

C’était un des objectifs d’un « workshop on dynamic compression studies with X-rays » très récent, qui a débouché sur deux grands axes (« scientific cases ») :

• Le premier porte sur les « very high pressures » : le régime de la « warm dense matter », les enjeux de géophysique et de planétologie, où l’objectif est d’étendre l’étude des diagrammes de phases à des pressions plus élevées que celles atteintes en cellules à enclumes diamant. Même si des questions de faisabilité restent ouvertes, cet axe est déjà assez bien argumenté

• Le second porte sur les « mechanical properties, phase transitions and chemistry at high strain rates » : on s’intéresse aux effets dynamiques (cinétique des transformations,applications choc, sensibilité à la vitesse…) plutôt qu’aux pressions extrêmes.

Pour le moment, ce second axe n’est pas très étoffé : on propose de passer par le GDR Aco-Chocolas pour recueillir des idées de problématiques qui pourraient faire l’objet de futures manips (cinétique de changements de phase ? lesquels ? trempe de phases métastables ? verres métalliques ? endommagement/fragmentation ? micro-jetting ?……). En même temps, ça permettra de faire apparaître des « consortiums » pour de futurs proposals.

En pratique, ce recensement pourrait aussi déboucher sur des proposals sur d’autres installations que l’ESRF (XFEL, SACLA…) suivant les besoins techniques (brillance de la source X, durée du pulse sonde, etc.). Ainsi, vous trouverez ci-dessous des informations utiles et ordres de grandeurs sur les sources synchrotron et FEL.

Vous pouvez envoyer des propositions à

Marion Harmand (marion.harmand(Arobase)impmc.upmc.fr)

Thibaut de Rességuier (resseguier(Arobase)ensma.fr)

Laurent Soulard ( laurent.soulard(arobase)cea.fr)

Laurent Berthe (laurent.berthe(Arobase)ensam.eu)

Nous pourrons les regrouper et les transmettre à François Guyot (IMPMC), qui est chargé de démontrer l’utilité de ce type de manips et la motivation d’un ou plusieurs « consortiums » pour s’y lancer.

Source synchrotron ESRF (ID9, ID15a, ID24…)
– 108
-109 photons/pulse
– XRD et XAS démontré en single-shot (résolution temporelle > 100 ps)
– Imagerie démontrée en single-bunch (résolution temporelle µs)
– Résolution spatiale de quelques µm, voire sub-µm (focalisation du faisceau X)
– Accès aux X-durs (> 60keV) –> large q-range pour XRD
– Accès au spectre EXAFS complet en single-shot

Source FEL
– 1012
-1014 photons/pulse
– durée impulsion < 100 fs
– XRD démontré en single-bunch avec apparition diffus (exploitation facteur de structure en accumulant quelques tirs)
– XANES seulement (70 eV BW) démontré en accumulant 5 à 10 tirs
– Résolution spatiale de quelques µm (focalisation faisceau FEL)
– 1 ère harmonique à 10 keV à LCLS (augmentée à 25 keV maximum sur le futur Eu-XFEL)