Physico-chimie des matériaux

Simulation de deutérium – crédit CEA

Le pôle Défense du CEA développe depuis 50 ans des recherches sur le comportement de la matière sous forte densité et haute température. Ces mesures de l’extrême reposent sur deux approches. L’une, dynamique, est basée sur la détonique, pour laquelle des études sur les chocs et le comportement de matériaux métalliques sont réalisées. L’autre, statique, examine les propriétés structurelles de la matière (de l’hydrogène aux actinides) jusqu’à des pressions de plusieurs centaines de gigapascals (1 GPa=109 Pa).

L'établissement de diagrammes de phase pression-température des actinides ainsi que les mesures testant les équations d’état sont des axes de recherche importants. Les approches dites ab-initio ont connu un développement fulgurant et sont de nos jours appliquées aux plasmas et aux changements de phase. Pour comprendre l’endommagement des matériaux, des modèles intégrant des ingrédients microstructuraux à l’échelle mésoscopique sont en progrès. Couplées aux capacités de simulation, ces approches multi-échelles permettent d’aborder les procédés de fabrication. Elles ouvrent la voie à un avenir prometteur dans la fabrication de matériaux composites. Cette démarche se retrouve en chimie analytique pour la synthèse de molécules énergétiques.
La modélisation à plus grande échelle est également un axe de recherche essentiel pour les performances des capteurs mis en place dans le cadre du Traité d’interdiction complète des essais nucléaires (Tice).

Mise à jour : 22/09/2014