L’équipe H2M a été créée le 1er mai 2016 sur le même socle d’interface entre physique et chimie que l’ancienne équipe SDM (Spectrométries et dynamique moléculaire), en se recentrant sur deux grands axes, Molécules et Matériaux, la réactivité avec l’hydrogène constituant la trame de ses activités théoriques et expérimentales.
Les études de l’axe Molécules concernent la photodynamique et la photoréactivité à basse température (quelques kelvins), en phase condensée (isolement en matrices) ou en phase diluée (jet ou isolement en piège à ions). La liaison hydrogène sous toutes ses formes, forte ou faible, intra- ou inter-moléculaire, relevant des milieux terrestres ou interstellaires, est un des enjeux majeurs pour l’étude du vivant. L’excitation laser vibrationnellement sélective dans l’état fondamental d’espèces isolées en matrice cryogénique est un outil puissant pour l’étude de la structure moléculaire et de la dynamique réactionnelle. Des chercheurs étudient la dynamique des états excités notamment dans le cas des molécules protonées encore étonnamment très peu connues. L’installation d’une trappe à ions et le succès des expériences menées ont conduit à des développements méthodologiques, en collaboration avec l’équipe Confinement d’ions et manipulation laser. Les synergies avec les expériences en matrice cryogénique ouvrent un champ d’investigation multi-approche prometteur qui a démarré autour de la problématique du transfert d’hydrogène . Suivant les molécules étudiées, ces études peuvent être d’intérêt pour la biologie, l’astrophysique, la combustion ou l’énergie.
Les études de l’axe Matériaux sont centrées autour des problématiques d’intérêt pour la fusion magnétique liées à l’interaction plasma paroi et concernent principalement les matériaux à base de carbone, tungstène et béryllium, combinant des aspects théoriques et des aspects expérimentaux. Ces recherches sont très intégrées à la physique des tokamaks au niveau local via une collaboration forte avec l’IRFM (CEA-Cadarache) et une participation aux projets soutenus par A*MIDEX, au niveau national via la participation à la FR FCM, et au niveau européen par l’engagement dans le programme H2020 EUROfusion. Un équilibre existe entre des aspects fondamentaux de recherche amont comme par exemple le développement de nouvelles méthodologies pour la modélisation ou la compréhension des processus élémentaires de l’interaction, et des aspects applicatifs de recherche aval avec l’analyse multi-échelle de matériaux issus de l’opération de tokamaks et par là une contribution à la compréhension de leur fonctionnement. Une étape marquante du précédent contrat a été le passage des études des matériaux à base de carbone aux matériaux à base de tungstène ou de béryllium en raison de l’abandon du carbone pour les composants face au plasma d’ITER.