Physique des interactions laser-matière
Les enjeux
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La France se trouve en situation de leader d’une des thématiques les plus en vue dans le domaine du laser et de ses applications, connue sous le nom de Lumière Extrême. Il s’agit en effet de puissance lumineuse correspondant à 27 000 fois celle de toutes les centrales électriques du monde, mais sur un temps extrêmement court.
Ce domaine d’activité émergent ouvre des perspectives scientifiques nouvelles, en donnant accès à des régimes d’interaction lumière-matière à des intensités inégalées.
Il laisse également entrevoir des applications sociétales en médecine avec l’imagerie et le traitement du cancer ainsi qu’en science des matériaux et de l’environnement.
Le Campus Paris-Saclay bénéficie de forts atouts :
- L’existence d’un très fort tissu de recherche déjà visible au niveau européen. Pas moins de 12 laboratoires (CNRS, CEA, Ecole Polytechnique, IOGS, ENSTA ParisTech, ONERA, Université Paris-Sud 11) en lien avec ceux de l’UPMC et l’INSERM forment un pôle extrêmement dynamique au sein du Campus travaillant dans le domaine de l’interaction laser – matière.
- L’environnement industriel local est également extrêmement dynamique, avec des acteurs tels que Optics Valley et tend à se renforcer avec l’arrivée sur le Campus Paris-Saclay de nouveaux acteurs. Des laseristes de rang mondial (dont Thales Laser, Amplitude Technologies, Quantel) côtoient dans un climat de collaboration et d’émulation mutuelle les fabricants de composants optiques (dont Horiba Jobin Yvon, Fastlite, Phasics, Imagine Optics, SODERN, Thales RT, Thales DIS, CILAS, Sagem, …). Ce tissu industriel constituera un terreau favorable lorsqu’il s’agira de développer avec l’industrie les nouvelles technologies permettant de maitriser la lumière à ultra-haute intensité.
Le projet
Le projet consiste à implanter sur le Campus Paris-Saclay, une installation laser aux performances uniques (d’une puissance de 20 PW1), le laser APOLLON, et un environnement expérimental multidisciplinaire, dans le cadre de l’Institut de la Lumière Extrême (ILE) avec un triple objectif :
- L’exploration de domaines d’interaction jusque là inaccessibles ouvrant la voie à des applications fondamentalement nouvelles.
- Des retombées sociétales considérables, les secteurs d’application concernés étant extrêmement variés (imagerie de protéine, médecine, nanotechnologies).
- Le maintien de cette industrie à la pointe de la technologie et des recherches sur les applications de la lumière extrême. La réalisation de ces lasers ultra-intenses fera de la France le seul pays à pouvoir commercialiser des lasers 10 ou 20 PW.
L’ambition est de constituer un pôle d’excellence, à visibilité mondiale, sur la physique à « Ultra-haute-Intensité-Laser ». Cet investissement garantira à la France une position de leader, tant sur les plans scientifique que technologique, et soutiendra la vitalité du tissu industriel national particulièrement présent dans le domaine des lasers et de l’optique en général.
1 Millions de milliards de watts
