Thèse Propriétés Thermodynamiques et de Transport d'Alliages Fe- Ni dans le Régime Warm Dense Matter H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Physique en Ile de France Laboratoire de recherche : CEA/LMCE - Laboratoire Matière sous conditions extrêmes - DAM Direction de la thèse : Laurent VIDEAU Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-07-31T23:59:59 La Warm Dense Matter (WDM) se retrouve à la frontière de la physique de la matière condensée et de la physique des plasmas. En particulier, elle se caractérise par des températures comparables à celles du niveau de Fermi (1000 à 10 000 K) et pour des masses volumiques relevant de celles du solide. Dans ce régime de la matière, la bonne connaissance du diagramme de phase et des propriétés de transport, telle la conductivité électrique, est cruciale afin de pouvoir aussi bien modéliser les magnétosphères de planètes rocheuses, les instabilités hydrodynamiques rencontrées lors des expériences de fusion par confinement inertiel ou encore lors des impacts géants, tels que celui qui aurait formé la Lune à partir de la collision entre la Terre et Théia.Le Laboratoire Matière en Conditions Extrêmes du CEA DAM Île-de-France dispose depuis plusieurs années d'une installation expérimentale (Enceinte à Plasma Pulsé - EPP), dédiée à l'étude de la WDM. À partir de décharges pulsées de très forts courants (20-500 kA), cette installation expérimentale permet de sonder les changements de propriétés thermodynamiques et de transport de la matière depuis l'état solide jusqu'à l'état plasma sur des durées de l'ordre de la centaine de nanosecondes. Très récemment, ces expériences ont pu être réalisées sur une source synchrotron X afin de pouvoir évaluer la densité d'états électroniques des plasmas rencontrés dans les expériences EPP [1,2].L'objectif de cette thèse consistera à étudier les propriétés thermodynamiques et de transport d'un alliage binaire fer-nickel dans un domaine pression-température associé aux impacts géants. Pour ce faire, des expériences seront réalisées à la fois sur le site du CEA DAM Île-de-France et sur synchrotron afin de pouvoir sonder les propriétés thermodynamiques, optiques et de transport et du Fe-Ni. Les données expérimentales recueillies seront ensuite comparées à des simulations de dynamique moléculaire quantique qui renseignent notamment sur l'état électronique des états rencontrés lors des expériences. Enfin, de nouvelles approches théoriques, basées sur les résultats expérimentaux et numériques, devront être proposées afin d'améliorer la modélisation de ce type d'alliage dans le régime WDM. La Warm Dense Matter (WDM) se retrouve à la frontière de la physique de la matière condensée et de la physique des plasmas. En particulier, elle se caractérise par des températures comparables à celles du niveau de Fermi (1000 à 10 000 K) et pour des masses volumiques relevant de celles du solide. Dans ce régime de la matière, la bonne connaissance du diagramme de phase et des propriétés de transport, telle la conductivité électrique, est cruciale afin de pouvoir aussi bien modéliser les magnétosphères de planètes rocheuses, les instabilités hydrodynamiques rencontrées lors des expériences de fusion par confinement inertiel ou encore lors des impacts géants, tels que celui qui aurait formé la Lune à partir de la collision entre la Terre et Théia. Les objectifs de la thèse sont d'acquérir des données expérimentales et numériques de coefficients de transport et d'équation d'état pour des matériaux pertinents pour la planétologie. Le domaine thermodynamique visé est la matière dense et tiède qui est un domaine important pour les impacts géants. Des techniques expérimentales particulières devront être développées ainsi que des calculs théoriques ab-initio.

Physique expérimentale et théorique avec une spécialité requise en matière condensée.Autonomie et rigueur requises.Programmation et manipulation d'outils numériques.