La stratégie de recherche

La stratégie de recherche du laboratoire a été élaborée dans le cadre de la préparation de l'évaluation du laboratoire.

Le laboratoire de Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires (PIIM) est une unité mixte de recherche entre le CNRS et Aix-Marseille Université (UMR 7345). PIIM est, en région PACA, un lieu assez unique où on peut faire des expériences de physique fondamentale, et développer des modélisations à la pointe de la recherche en physique des milieux dilués. Cette UMR regroupe des physiciens et physico-chimistes qui étudient les milieux dilués que sont les gaz et plasmas, et les interactions de ces milieux avec la matière. Les équipes de recherche qui composent le laboratoire s’inscrivent, chacune avec un poids différent, suivant les quatre axes que sont Atomes, Ions et Molécules dans tous leurs états, Plasmas, Sciences de le Fusion et Physique du Tokamak, Surfaces, Interfaces, Réactivité. Nos recherches concernent donc naturellement plusieurs disciplines que nous souhaitons continuer à associer pour développer une recherche fondamentale originale et de qualité.

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Le laboratoire a connu depuis 2006 un fort développement de ses moyens en équipement, grâce à des aides des collectivités et aux financements de plusieurs ANR, en particulier celles qui sont pilotées par le laboratoire. Financée en 2008, l’ANR TADOTI (Dynamique et thermodynamique d’ions piégés), est un projet interdisciplinaire qui associe la physique atomique fondamentale aux propriétés des systèmes coulombiens. Exemplaire dans notre UMR, elle permet de nouvelles collaborations entre physique atomique, physique de l’interaction rayonnement matière, et physique fondamentale des plasmas.

Les ANR CAMITER (Carbone et autres matériaux pour ITER), PHOTONITER (Etude spectroscopique et contrôle des plasmas magnétisés), le projet « finalisé » avec la région PACA FORMICAT (formation et migration du carbone dans les tokamaks) ont apporté un ensemble de moyens d’études (aide financière supérieure au million d’euros) pour l’étude de l’interaction plasma-paroi, mais aussi pour la caractérisation spectroscopique du plasma de bord des tokamaks. Il est remarquable que ces projets se développent en synergie étroite entre les expériences et des modélisations comme celles des propriétés quantiques de particules sur des surfaces, ou des propriétés radiatives des plasmas.

Notre partenariat avec d’autres ANR a permis d’aider d’autres thèmes comme celui de l’étude des nanoparticules dans les plasmas, ou du transport turbulent dans les machines de fusion. Ce dernier thème a pris une dimension internationale dans notre laboratoire avec la création du laboratoire international associé France –Japon sur la modélisation et la simulation du transport turbulent dans les plasmas d’ITER.

L’application de nos recherches à la fusion thermonucléaire contrôlée constitue clairement un axe important du laboratoire. Elle concerne en priorité les tokamaks, avec une collaboration bien développée avec le programme européen EURATOM et le CEA, et bien sur avec l’organisation internationale ITER dont la machine est en construction sur le site de Cadarache. Notons que nous participons également à d’autres recherches en fusion car nous sommes membres de l’Institut Laser Plasma, et que nous collaborons avec le reversed field pinch de Padoue. Nous participons très activement à la Fédération de Recherche en Fusion par Confinement Magnétique, avec 12 projets financés en 2008, sur les thèmes de l’interaction du plasma chaud avec les parois, le contrôle du plasma turbulent qu’il faut confiner dans le cœur de ces machines, et la physique atomique et les diagnostics du plasma.

Motivités au départ par une demande de locaux mieux adaptés au développement de notre UMR, nous avons proposé en 2006 un contrat de projet état-région qui prévoit la restructuration d’un batiment du campus de Saint Jérôme. Avec un intitulé de centre de recherche sur les sciences de la fusion, ce bâtiment doit permettre d’accueillir l’UMR PIIM, mais aussi les structures dépendant du PIIM et permettant des collaborations sur des thèmes académiques en amont des recherches demandées par le projet ITER. L’université propose actuellement de créer un institut international des sciences de la fusion, qui doit permettre d’accueillir pour des séjours de longue durée des scientifiques internationaux intéressés par les thématiques en amont de la fusion.

Ce sont les expertises acquises dans ces projets qui nous permettent de participer à de multiples activités de valorisation dans le cadre de pôles de compétitivité comme CAPENERGIE sur le thème des énergies non génératrices de gaz à effet de serre, PHOTONIQUE sur les thèmes des lasers de pointe, et de l’étude du rayonnement dans les plasmas, et aussi l’institut CARNOT STAR qui regroupe 10 laboratoires sur marseille nord. C’est aussi dans ce cadre, et dans celui de la fusion des universités marseillaises que nous discutons de la formation d’un collégium en sciences appliquées.