Le Laser Mégajoule (LMJ), installé sur le site CEA du Cesta, est une installation majeure du programme Simulation de la Direction des applications militaires du CEA (CEA/DAM). Mis en service opérationnel en 2014, il sert à étudier, à une échelle millimétrique, le comportement des matériaux dans des conditions extrêmes similaires à celles atteintes lors du fonctionnement nucléaire des armes, ou au sein des étoiles. Dans sa configuration nominale, le LMJ comportera 176 faisceaux qui délivreront à terme une énergie totale de 1,3 MJ et une puissance de 400 TW en lumière ultraviolette (= 351 nm), avec une durée d’impulsion ajustable de 0,7 à 25 nanosecondes.
Un 177ème faisceau, financé par le Conseil régional de la Nouvelle-Aquitaine, avec le soutien de l’État et de l’Union Européenne, complète l’installation LMJ. PETAL, pour Petawatt Aquitaine Laser et destiné à la recherche civile, est un laser…
- … à impulsion courte (de l’ordre de la picoseconde),
- … de haute énergie (de l’ordre du kilojoule)
- … et multipetawatt (1 PW = 1015 W).
Le couplage de PETAL au LMJ permet d’allier les capacités expérimentales étendues du LMJ à un vaste champ d’expériences rendu possible par la haute puissance de ce faisceau.
Conformément à la politique d’ouverture des moyens de la Simulation du CEA/DAM décidée au début des années 2000 par le Ministère de la Défense (aujourd’hui Ministère des Armées) et la Convention tripartite (État, Région Nouvelle-Aquitaine et CEA) relative à l’exploitation du laser PETAL par le CEA, l’installation LMJ-PETAL est mise à la disposition de la communauté scientifique internationale pour 20 à 30 % de son temps d’exploitation, après les expériences académiques réalisées de 2005 à 2014 sur le prototype du LMJ. Les premières expériences d’ouverture ont été réalisées fin 2017.
L’installation PETAL au sein du LMJ est inscrite sur la feuille de route nationale des Infrastructures de Recherche 2012-2020.
SOMMAIRE
L’installation LMJ-PETAL (p.3)
Présentation du faisceau PETAL
Le Projet PETAL +
Applications des lasers apport de LMJ-PETAL (p.7)
L’exploitation scientifique
Les expériences d’ouverture sur LMJ-PETAL
Expériences d’astrophysique
Expériences de fusion par confinement inertiel
ANNEXES (p.13)