Laboratoire pour l'Utilisation des Lasers Intenses

Le mot du Directeur

Depuis la fabrication du premier laser en 1960, la capacité de concentrer l'énorme puissance de faisceaux de lumière intenses et brefs sur des dimensions micrométriques a ouvert la voie à de nombreux champs de recherche.

En effet, l'interaction entre ces faisceaux focalisés et de petites cibles solides porte la matière à des conditions de température et de pression extrêmes, telles que celles qui règnent au cœur des étoiles ou au centre des planètes. La production d'énergie par fusion d'éléments légers et le comportement des noyaux planétaires sont donc des sujets d'étude privilégiés pour les physiciens des plasmas créés par laser.

Les champs électriques et magnétiques intenses de ces faisceaux laser, et les valeurs extrêmes qu'ils atteignent dans les milieux ainsi formés, sont à l'origine de sources intenses et brèves de particules de forte énergie et de rayonnement dans une gamme très large qui s'étend des rayons UV aux rayons X et aux rayons g. Les caractéristiques remarquables de ces sources, en termes d'intensité, de brièveté et de qualité, permettent d'envisager de nombreux progrès en recherche fondamentale ou appliquée.

Centre de recherche en physique des plasmas chauds créés par laser et leurs applications, le LULI regroupe des équipes scientifiques travaillant sur cette physique riche et complexe, le plus souvent en collaboration étroite avec des chercheurs français ou étrangers d'autres laboratoires. Installation nationale et européenne pour l'étude des plasmas créés par laser, le LULI développe et met à disposition de la communauté les installations laser de puissance françaises civiles les plus énergétiques et les équipements expérimentaux associés. Afin de les maintenir au meilleur niveau, le laboratoire s'engage également dans des programmes novateurs sur les sources laser et les technologies associées.

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Le statut du laboratoire

Le LULI est une unité mixte de recherche (UMR n° 7605) sous tutelle administrative du CNRS, de l'École Polytechnique, du Commissariat à l’Énergie Atomique et de l'Université Paris VI.

C'est un centre de recherche académique en Physique des Plasmas à Haute Densité d'Énergie (HEDP), plus précisément en interaction laser-matière à haute énergie en régimes nanoseconde et picoseconde, et un très grand équipement national depuis 1975.

Le laboratoire compte une vingtaine de chercheurs physiciens, une quarantaine de personnels techniques ou administratifs et une vingtaine d'étudiants (en thèse ou en stage post-doctoral), auxquels s'ajoutent chaque année une cinquantaine d'utilisateurs extérieurs, français (appartenant à son Groupement ou au CEA), européens (par le biais de son appartenance à LASERLAB-Europe) ou originaires d'autres pays (États-Unis, Japon, ...).

Les missions du LULI

Le laboratoire LULI remplit différentes missions au sein de la communauté des physiciens des plasmas chauds.

• Pôle civil français des lasers de puissance de haute énergie, le LULI met à disposition du plus grand nombre d'utilisateurs des chaînes laser et des installations expérimentales compétitives et adaptées aux recherches sur la physique des plasmas chauds créés par laser. Cette mission inclut :

  • l'exploitation des deux infrastructures (lasers et salles expérimentales associées) : LULI2000 et ELFIE,
    
    Les installations du LULI sont intermédiaires entre les très gros projets, comme PETAL ou le Laser MégaJoule (LMJ), délivrant des dizaines, voire des centaines, de kJ, et des lasers plus modestes à taux de répétition plus élevé mais avec une énergie par impulsion nettement plus faible (quelques J). Grâce à leur flexibilité et  au couplage unique d'impulsions de forte énergie nanoseconde et picoseconde, elles permettent de réaliser un grand nombre d'expériences sur des thèmes variés, de l'interaction laser-plasma et de la physique des plasmas fondamentale (hydrodynamique et physique atomique des plasmas chauds et/ou denses, notamment) aux sources secondaires de rayonnement (cohérent ou incohérent, des THz aux rayons ) et de particules et aux applications, du traitement des matériaux à l'astrophysique de laboratoire, de la fusion par confinement inertiel à la planétologie en laboratoire.

  • et des développements spécifiques entrepris dans le but d'améliorer les performances, la fiabilité et la versatilité des installations (afin de les maintenir au plus haut niveau international).
    
    Ceci comprend par exemple le projet de jouvence de LULI2000 (pour plus de fiabilité et - si financé - plus d'énergie laser) et le projet de laser solide pompé diodes LUCIA, mené dans le cadre d'un programme prospective de production d'énergie par fusion inertielle (IFE).
    
    Le laboratoire est également très impliqué dans tous les ambitieux projets "lasers de forte énergie & plasmas" lancés ces dernières années en France et en Europe. Il travaille en étroite collaboration avec les équipes du CEA,  engagées dans les projets PETAL et HiPER, et est un des partenaires-clefs des projets ESFRI ELI et HiPER, tant du point de vue scientifique que technologique.
    
    Ces différents projets bénéficient du soutien des tutelles institutionnelles du laboratoire et de l'Europe et du support de la Région Île-de-France, du département de l'Essonne et de divers industriels.

• Centre de recherche en physique des plasmas chauds, le LULI développe - le plus souvent en collaboration avec des équipes nationales et/ou internationales réputées - ses programmes d'étude dans le domaine des plasmas créés par laser et leurs applications.

Pour en savoir plus sur les plasmas créés par laser

• Profitant de sa taille raisonnable, de son expertise internationale et de son environnement scientifique exceptionnel (tant sur le campus de l'École Polytechnique que sur celui de l'Université Pierre et Marie Curie), le LULI joue un rôle majeur pour la formation d'étudiants en physique des lasers et en physique des plasmas chauds.