Hautes pressions

Équations d'état

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Figure 1: Préparation d'un échantillon avant chargement dans une cellule à enclume diamant. L'échantillon est placé au centre de la culasse du diamant avec deux aiguilles.

Équations d'état

L’équation d’état P(V,T) ou V(P,T) (P pression, V volume spécifique, T température) est une caractéristique fondamentale d’un matériau et décrit comment les forces à l’intérieur du matériau évoluent lorsque sa structure atomique et électronique change. Ce niveau de description est spécifiquement requis pour les planètes et les étoiles, où règnent des pressions et des températures élevées. En laboratoire, nous mesurons et calculons les équations d’état des éléments et des composés dans des conditions extrêmes. Sur le plan expérimental, nos outils préférés sont les cellules à enclumes de diamant chauffées au laser, le rayonnement synchrotron et le traitement par chocs laser - nous sommes donc des utilisateurs actifs de plusieurs grands instruments. Sur le plan théorique, nous effectuons des simulations de dynamique moléculaire en utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité ou des potentiels numériques - nous développons plusieurs codes de calcul et tirons parti de notre large accès aux superordinateurs situés à proximité.

Equation d’état haute pression haute température du bérilium mesurée via la diffraction aux rayons X dans une cellule à enclume diamant chauffée au laser. De Lazicki et al., Phys. Rev. B 86, 174118,2012

Figure 2:

Equation d’état haute pression haute température du bérilium mesurée via la diffraction aux rayons X dans une cellule à enclume diamant chauffée au laser. De Lazicki et al., Phys. Rev. B 86, 174118,2012

Publications

  1. S. Anzellini, F. Bottin, J. Bouchet, A. Dewaele, Phase transitions and equation of state of zirconium under high pressure, Phys. Rev. B 102, 184105 (2020) DOI
  2. P. Lafourcade, C. Denoual, and J.-B. Maillet, Mesoscopic constitutive law with nonlinear elasticity and phase transformation for the twinning-buckling of TATB under dynamic loading, Phys. Rev. Materials 3, 053610 (2019) DOI
  3. A. Dewaele, P. Loubeyre, F. Occelli, O. Marie and M. Mezouar, Toroidal diamond anvil cell for detailed measurements under extreme static pressures, Nat. Comm. 9, 2913 (2018) DOI
  4. B. Amadon and B. Dorado, A unified and efficient theory for the structural properties of actinides and phases of plutonium, J. Phys.: Condens. Matt. 30, 405603 (2018) DOI
  5. T. Plisson, N. Pineau, G. Weck, E. Bruneton, N. Guignot, and P. Loubeyre, Equation of state of 1,3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene up to 66 GPa, J. Appl. Phys. 122, 235901 (2017) DOI

Chercheurs impliqués

B. Amadon, R. Béjaud, F. Bottin, C. Denoual, A. Dewaele, A. Forestier, F. Gendron, G. Geneste, P. Lafourcade, P. Loubeyre, J.-B. Maillet, P. Lafourcade, F. Occelli, C. Pépin, N. Pineau, V. Recoules, B. Siberchicot, A. Sollier, L. Soulard, L. Toraille, M. Torrent, L. Videau, G. Weck