Topic description
La Cellule à Enclumes de Diamant équipée d’actuateurs piézoélectriques, ou d-CED, est un dispositif innovant permettant de générer des compressions et des décompressions dynamiques sur une large plage de taux de variation de pression. La d-CED permet ainsi de réaliser des sollicitations dynamiques finement contrôlées, avec des taux de (dé)compression pouvant varier sur plusieurs ordres de grandeur le long de chemins isothermes. Cela ouvre la voie à la constitution de bases de données de référence pour la validation de mécanismes microscopiques. Par ailleurs, les taux de compression ou de décompression peuvent être assimilés à des taux de chauffe ou de refroidissement ultra-rapides de l’échantillon, offrant la possibilité d’explorer, de manière très contrôlée, certains phénomènes encore débattus dans la littérature, tels que la stabilité maximale d’un solide au-delà de son point de fusion.
L’objectif de cette thèse est d’exploiter les nouvelles possibilités offertes par la d-CED pour démontrer de nouveaux phénomènes ou comprendre finement certains effets discutés dans la littérature, en réalisant des variations de température ultra-rapides. Une première application consistera en l’étude de la cinétique de nucléation des gaz rares (Ar, Ne, Kr) en fonction du taux de compression, et de comparer aux récentes mesures effectuées auprès du XFEL dans des jets cryogéniques. Un deuxième objectif sera d’étudier les changements chimiques, avec une première étude portant sur la modification de la réactivité du nitrométhane, explosif de référence. Un autre sujet d’étude concernera la synthèse de nouveaux composés moléculaires à partir de mélanges de fluides moléculaires denses (N2, H2, O2).
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The Diamond Anvil Cell equipped with piezoelectric actuators, or d-CED, is an innovative device that can generate dynamic compressions and decompressions over a wide range of pressure variation rates. The d-CED thus enables finely controlled dynamic stresses to be applied, with (de)compression rates that can vary over several orders of magnitude along isothermal paths. This paves the way for the creation of reference databases for the validation of microscopic mechanisms. Furthermore, the compression or decompression rates can be equated to ultra-fast heating or cooling rates of the sample, offering the possibility of exploring, in a highly controlled manner, certain phenomena still debated in the literature, such as the maximum stability of a solid beyond its melting point.
The objective of this thesis is to exploit the new possibilities offered by d-CED to demonstrate new phenomena or gain a detailed understanding of certain effects discussed in the literature, by performing ultra-fast temperature variations. A first application will consist of studying the nucleation kinetics of rare gases (Ar, Ne, Kr) as a function of the compression rate, and comparing them with recent measurements made at the XFEL in cryogenic jets. A second objective will be to study chemical changes, with an initial study focusing on the modification of the reactivity of nitromethane, a reference explosive. Another area of study will concern the synthesis of new molecular compounds from mixtures of dense molecular fluids (N2, H2, O2).
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Pôle fr : Direction des Applications Militaires
Pôle en : Military Applications
Département : Département physique, expériences et modèles
Service : DPEM
Laboratoire : DPEM
Date de début souhaitée : 01-10-
Ecole doctorale : Physique en Île-de-France (EDPIF)
Directeur de thèse : LOUBEYRE Paul
Organisme : CEA
Laboratoire : DAM/DPEM//DPEM
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Funding category
Public/private mixed funding
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