Jumelage d’Accélérateurs pour les Nanosciences, le NUcléaire et la Simulation

JANNUS s’organise autour de deux installations d’excellence : l'une à Orsay au Centre de Sciences Nucléaires et de Sciences de la Matière, unité mixte de recherche CNRS/IN2P3 et Université Paris-Sud, et l'autre sur le centre CEA Saclay au Département des Matériaux pour le Nucléaire de la Direction de l’Energie Nucléaire. Cet ensemble, actuellement unique au monde, associe en tout cinq accélérateurs d’ions et un microscope électronique en transmission pour les études in situ. La plateforme est dédiée aux recherches sur les effets des matériaux sous faisceaux d’ions. En effet, les phénomènes physico-chimiques générés par l’irradiation au sein de la matière bouleversent son architecture atomique, et font évoluer sa structure et sa composition chimique. Ses propriétés physiques, thermiques, mécaniques, électriques, magnétiques ou optiques s’en trouvent modifiées.

Les faisceaux de particules chargées de JANNUS permettent d’irradier de petits échantillons de façon parfaitement maîtrisée et donc d’observer et quantifier les évolutions de leur microstructure (ségrégation, précipitation, formation de boucles de dislocation, de cavités, de bulles, …).

Pour les matériaux du nucléaire, une fois le lien comportement/microstructure établi, les résultats sont extrapolés ou interpolés en fonction des conditions d’irradiation grâce à la simulation numérique et aux développements théoriques. Ainsi, la transposition à l’irradiation neutronique, dont les effets ne peuvent être mesurés que par des expériences plus lourdes menées en réacteur, devient possible et la prédiction du comportement des matériaux à très long terme en est améliorée.

Les faisceaux d’ions constituent également un moyen original de synthèse de phases hors équilibre. L'implantation d’ions et l’irradiation permettent de modifier de façon contrôlée les propriétés de la matière condensée qui peut alors présenter des propriétés intéressantes tant sur le plan fondamental (synthèse de nanostructures, auto-organisation de surfaces) que pour diverses applications telles que le photovoltaïque, et le développement de nouveaux composants en microélectronique, en optoélectronique, et pour les technologies nanométriques.

Enfin, la plateforme JANNUS est un outil pédagogique sans équivalent pour former de jeunes scientifiques au fonctionnement et à l’application des accélérateurs, à la physique des interactions ions/matière et à la science des matériaux.

Un appel à proposition est ouvert chaque année. Informations complémentaires et contacts disponibles à l’adresse http://jannus.in2p3.fr