Proposition de projet (2007) - STEM@LPS
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1<br />
RTRA « TRIANGLE DE LA PHYSIQUE »<br />
<strong>Proposition</strong> <strong>de</strong> <strong>projet</strong> (<strong>2007</strong>)<br />
Responsable du <strong>projet</strong> (Prénom, nom) : Jean-Michel MESTDAGH<br />
Email : jean-michel.mestdagh@cea.fr<br />
Titre du <strong>projet</strong> : SOurce Laser Accordable pour une installation<br />
MUtualisée en femtochimie<br />
Acronyme du <strong>projet</strong> : SOLAMU<br />
Axe ou thème principal : 2<br />
Le formulaire s'appellera<br />
RTRA_<strong>2007</strong>_axe ou thème_Acronyme_nomduporteur.doc<br />
(Il s’agit du nom du porteur <strong>de</strong> <strong>projet</strong>).<br />
Date limite d’envoi du <strong>projet</strong> complet par email<br />
Dimanche 10 Juin 18h00<br />
Envoyer en parallèle à :<br />
christian.colliex@triangle<strong>de</strong>laphysique.org<br />
et aux membres du bureau <strong>de</strong> votre thème<br />
(voir composition <strong>de</strong> la CVS annexe 2)
Acronyme du <strong>projet</strong><br />
SOLAMU<br />
Titre du <strong>projet</strong><br />
SOurce Laser Accordable pour une installation MUtualisée en femtochimie<br />
Positionnement par rapport aux thématiques du RTRA :<br />
Axes transversaux (plusieurs choix possibles) :<br />
2<br />
Axes communs transversaux CHOIX<br />
L’instrumentation a ses limites x<br />
La théorie : <strong>de</strong> la physique statistique<br />
aux calculs numériques ab initio<br />
Fabrication et synthèse <strong>de</strong> nouveaux<br />
objets d’étu<strong>de</strong><br />
Axes thématiques (plusieurs choix possibles) concernés :<br />
Thématiques fédératrices CHOIX<br />
Cohérence et intrication quantiques :<br />
atomes, molécules et systèmes<br />
mésoscopiques<br />
Matière hors équilibre : <strong>de</strong> la molécule<br />
x<br />
aux nanoparticules<br />
Matière complexe<br />
Matière à fortes corrélations quantiques<br />
Electronique <strong>de</strong> spin<br />
Pôle lumière extrême<br />
Nanophotonique
Résumé du <strong>projet</strong> (Arial 11, simple interligne ; 4 pages maximum)<br />
Contexte scientifique :<br />
L’installation laser SLIC (Saclay Laser Interaction Centre) est mutualisée, accessible aux équipes<br />
extérieures au CEA/SPAM par trois moyens différents : (i) collaboration directe avec l’une <strong>de</strong>s équipes du<br />
SPAM ou du LFP, (ii) réponse à l’appel d’offre commun CNRS-LOA/CEA-DRECAM-SPAM , (iii)<br />
proposition <strong>de</strong> recherche déposée auprès <strong>de</strong> LASERLAB-EUROPE. Conduire <strong>de</strong>s expériences <strong>de</strong><br />
femtochimie <strong>de</strong> type pompe/son<strong>de</strong> est l’une <strong>de</strong>s possibilités offertes par cette installation. En effet, un<br />
dispositif expérimental adapté à la femtochimie en phase gazeuse est associé à cette installation laser<br />
(déclenchement d’un processus physicochimique par une impulsion lumineuse ; son<strong>de</strong> par ionisation<br />
avec une autre impulsion lumineuse décalée temporellement par rapport à la première ; diagnostic par<br />
imagerie <strong>de</strong> photo-ion et <strong>de</strong> photo-électrons). Sur <strong>de</strong>man<strong>de</strong>, ce dispositif est « prêté » aux équipes<br />
hébergées sur l’installation SLIC. Par exemple, en restant à l’intérieur du RTRA-Triangle <strong>de</strong> la physique,<br />
les équipes <strong>de</strong> Ch. Jouvet (LPPM, Orsay), N. Shafiza<strong>de</strong>h (LPPM, Orsay) et C. Alcaraz (LCP, Orsay) ont<br />
utilisé cette installation. De nombreux articles en commun en témoignent (l’article plus récent que chaque<br />
groupe a publié dans ce cadre est cité [1], [2], [3]). Notons aussi que D. Dowek (LCAM, Orsay), A. Huetz<br />
(LIXAM, Orsay) et J.R. Marques (LULI) utilisent l’installation laser SLIC pour <strong>de</strong>s étu<strong>de</strong>s d’interaction<br />
laser matière.<br />
La partie <strong>de</strong> l’installation SLIC tournée vers la femtochimie est complémentaire <strong>de</strong> l’installation ELYSE,<br />
également tournée vers la femtochimie, également mutualisée et disponible au sein du RTRA-Triangle <strong>de</strong><br />
la physique. Nous verrons ci-<strong>de</strong>ssous que l’offre <strong>de</strong> SLIC en femtochimie est centrée sur l’accordabilité<br />
<strong>de</strong>s lasers sur <strong>de</strong>s gammes <strong>de</strong> fréquence très étendues. De son côté, ELYSE se dirige vers le contrôle<br />
cohérent <strong>de</strong>s réactions chimiques. Ce sont <strong>de</strong>ux facettes <strong>de</strong> la femtochimie qu’il est important <strong>de</strong> réunir<br />
dans <strong>de</strong>s sites proches.<br />
L’installation SLIC est composée <strong>de</strong> plusieurs installations lasers. L’une d’elles, la branche Femto 1 du<br />
laser LUCA, est principalement dédiée aux étu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> femtochimie. Elle a conduit à <strong>de</strong>s avancées<br />
conceptuelles considérables comme par exemple le rôle ubiquiste <strong>de</strong>s intersections coniques dans la<br />
dynamique préréactive <strong>de</strong>s molécules organiques excitées électroniquement [4]. Les écoulements<br />
d’énergie entre états électroniquement excités <strong>de</strong> molécules possédant une double liaison C=C ont lieu à<br />
une échelle <strong>de</strong> temps picosecon<strong>de</strong> ou sub-picosecon<strong>de</strong> explicable uniquement en terme <strong>de</strong> mouvement<br />
<strong>de</strong> paquet d’on<strong>de</strong> vibrationnels à travers ou au voisinage d’une intersection acci<strong>de</strong>ntelle, une intersection<br />
conique, <strong>de</strong> dimension n-2, entre <strong>de</strong>ux surfaces <strong>de</strong> potentiel <strong>de</strong> dimension n, n étant le nombre <strong>de</strong> <strong>de</strong>grés<br />
<strong>de</strong> liberté du système. Ce genre <strong>de</strong> situation n’existe que pour <strong>de</strong>s systèmes d’au moins trois atomes.<br />
Nous les avons mis en évi<strong>de</strong>nce sur <strong>de</strong>s systèmes beaucoup plus gros : <strong>de</strong>s molécules organiques<br />
comportant plusieurs dizaines d’atomes. Cette activité conduit à <strong>de</strong> nombreuses collaborations : (i) à<br />
l’intérieur du RTRA : N. Shafiza<strong>de</strong>h (LPPM, Orsay) et C. Alcaraz (LCP, Orsay) ; (ii) nationale à<br />
l’extérieur du RTRA: P. Roubin (PIIM, Marseille), G. Buntinx (, Villeneuve d’Ascq); (iii) internationale : I.<br />
Fischer (U. Würzburg, D), D. Parker (Vrie U. Nijmegen, NL), B. Whitacker (U. Leeds, BG), M. Chergui (U.<br />
Lausanne, CH).<br />
Objectifs et enjeux scientifiques :<br />
L’objectif du <strong>projet</strong> est <strong>de</strong> renforcer cette direction <strong>de</strong> recherche en développant <strong>de</strong>s moyens lasers<br />
encore mieux adaptés à la femtochimie. Avant <strong>de</strong> détailler le <strong>projet</strong>, voyons pourquoi renforcer cette<br />
direction est important.<br />
Enjeux scientifiques : Nous venons <strong>de</strong> voir que le but <strong>de</strong>s étu<strong>de</strong>s conduites sur cette installation est<br />
d’éclaircir la nature et le comportement dynamique <strong>de</strong>s processus photochimiques et photophysiques<br />
induits par excitation électronique dans <strong>de</strong>s espèces chimiques. Celles-ci ont en commun d’avoir <strong>de</strong><br />
nombreux <strong>de</strong>grés <strong>de</strong> liberté : molécules organiques <strong>de</strong> gran<strong>de</strong> dimension, biomolécules, radicaux ...<br />
Conceptuellement l’enjeu est <strong>de</strong> taille car malgré les nombreux <strong>de</strong>grés <strong>de</strong> liberté <strong>de</strong> ces systèmes, leur<br />
comportement n’est pas statistique à temps court, or c’est cette évolution qui, dans une large mesure,<br />
conditionne la réactivité ultérieure <strong>de</strong> ces espèces. D’un point <strong>de</strong> vue pratique cela a <strong>de</strong>s retombées pour<br />
3
une meilleure compréhension <strong>de</strong> la photochimie atmosphérique (rôle <strong>de</strong>s radicaux, ...), <strong>de</strong>s processus <strong>de</strong><br />
biochimie (photosynthèse, ...) ou <strong>de</strong> la chimie <strong>de</strong> la combustion. Sur le plan théorique cela a <strong>de</strong><br />
nombreuses retombées car traiter <strong>de</strong> questions non-statistiques dans <strong>de</strong>s systèmes à très nombreux<br />
<strong>de</strong>grés <strong>de</strong> liberté est un véritable défi si plusieurs <strong>de</strong> ces <strong>de</strong>grés <strong>de</strong> liberté participent effectivement aux<br />
processus étudiés. Par exemple, la dynamique sub-picosecon<strong>de</strong> <strong>de</strong> la molécule [(CH3)2N]2C=C[N(CH3)2]2<br />
fait intervenir directement 4 <strong>de</strong>grés <strong>de</strong> liberté (sur plus <strong>de</strong> 100) et 3 états électroniques intermédiaires<br />
pour écouler l’énergie initialement déposée dans l’état <strong>de</strong> valence <strong>de</strong> la molécules vers l’état fondamental<br />
électronique [4-6]. Le calcul <strong>de</strong>s surfaces <strong>de</strong> potentiel <strong>de</strong> tels systèmes pose déjà un problème, en partie<br />
maitrisable avec les techniques <strong>de</strong> calculs ab-initio. Par contre, traiter <strong>de</strong> la dynamique sur <strong>de</strong> telles<br />
surfaces pose un problème beaucoup plus redoutable et fort intéressant sur le plan conceptuel car il<br />
oblige à traiter <strong>de</strong> façon détaillée <strong>de</strong>s comportements se déroulant à plusieurs échelles temporelles allant<br />
<strong>de</strong> la dizaine <strong>de</strong> femtosecon<strong>de</strong>s (voire moins) à plusieurs centaines <strong>de</strong> picosecon<strong>de</strong>s. Pour que nous,<br />
nos collaborateurs et les groupes hébergés sur nos installations puissent avancer significativement sur<br />
ces questions il faut être en mesure <strong>de</strong> choisir à volonté les conditions initiales du système étudié et être<br />
en mesure <strong>de</strong> son<strong>de</strong>r son évolution avec précision.<br />
Pour trouver sa pleine efficacité, la technique femtochimie nécessite donc <strong>de</strong>s développements<br />
importants en termes d'accordabilité <strong>de</strong>s sources lasers femtosecon<strong>de</strong>s, tout en maîtrisant la largeur<br />
temporelle <strong>de</strong>s impulsions lasers pour ne pas dégra<strong>de</strong>r la résolution temporelle avec laquelle les étu<strong>de</strong>s<br />
peuvent être conduites. C’est l’objet <strong>de</strong> la présente <strong>de</strong>man<strong>de</strong><br />
Détail du <strong>projet</strong> :<br />
Le serveur LUCA est un laser Titane-Saphir (TiS) basé sur la technique <strong>de</strong> l'amplification d'impulsion à<br />
dérive <strong>de</strong> fréquence, ou CPA (Chirped pulse Amplification). Il opère à 20 Hz. Femto 1, son sousensemble<br />
dédié aux étu<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Femtochimie peut délivrer la longueur d’on<strong>de</strong> fondamentale du TiS à<br />
800nm et ses harmoniques 2, 3, 4 (400, 266, 200 nm). La durée <strong>de</strong>s impulsions à 800nm est 45 fs.<br />
Femto 1 inclut également un laser à colorants qui permet d’accé<strong>de</strong>r à un nombre discret <strong>de</strong> longueurs<br />
d’on<strong>de</strong> dans le domaine visible et, par mélange et/ou doublement <strong>de</strong> fréquence, dans l'ultraviolet. De par<br />
leur structure même (plage spectrale <strong>de</strong>s colorants en particulier), les lasers à colorants ne permettent<br />
pas d’accor<strong>de</strong>r continûment la longueur d’on<strong>de</strong> centrale <strong>de</strong> l’impulsion sur <strong>de</strong>s plages étendues ce qui<br />
limite fortement leur potentiel. Pour palier à cette situation, nous proposons <strong>de</strong> réaliser <strong>de</strong>s amplificateurs<br />
paramétriques optiques non colinéaires (NOPA’s) pompés par la secon<strong>de</strong> harmonique du faisceau IR<br />
(800 nm) <strong>de</strong> Femto1.<br />
Le pompage d'un NOPA par un laser IR générant <strong>de</strong>s impulsions <strong>de</strong> faible durée avec un faible taux <strong>de</strong><br />
répétition (20 Hz) pose 2 difficultés. L’une est liée au relatif manque <strong>de</strong> stabilité en énergie tir à tir <strong>de</strong>s<br />
lasers <strong>de</strong> pompage utilisés (lasers Nd-Yags doublés à pompage par lampes flash). La première partie du<br />
travail doit donc consister à optimiser la stabilité tir à tir <strong>de</strong> l'énergie <strong>de</strong>s impulsions IR <strong>de</strong> Femto1. Ce<br />
travail préliminaire indispensable est en cours grâce à l'implantation d'un système <strong>de</strong> stabilisation<br />
(STABBLER) développé par la société Fastlite en collaboration avec notre équipe [7].<br />
La secon<strong>de</strong> difficulté est liée à la durée d'impulsion du faisceau <strong>de</strong> pompe. Pour permettre le pompage<br />
<strong>de</strong>s NOPA’s dans <strong>de</strong> bonnes conditions, la durée <strong>de</strong>s impulsions IR à 800 nm doit être allongée (120 à<br />
180 fs) par une métho<strong>de</strong> leur conservant un spectre limité par transformée <strong>de</strong> Fourier. Ces conditions<br />
sont nécessaires pour obtenir un bon recouvrement entre la pompe et le « continuum <strong>de</strong> lumière<br />
blanche » étiré temporellement qui sert <strong>de</strong> signal à l’amplificateur paramétrique optique [8].<br />
Cette mise en forme temporelle sera réalisée en amont <strong>de</strong> l’amplification TiS à l’ai<strong>de</strong> d’un filtre acoustooptique<br />
dispersif programmable DAZZLER <strong>de</strong> la société Fastlite [9]. Ce travail inclura la réalisation d’un<br />
amplificateur TiS supplémentaire sur Femto1 grâce auquel il sera possible, <strong>de</strong> disposer à la fois<br />
d’impulsions longues « limitées par leur spectre » pour le pompage <strong>de</strong>s NOPA’s et d’impulsions IR (et<br />
ses harmoniques) courtes. On répondra ainsi à l'ensemble <strong>de</strong> nos besoins avec un système dédié aux<br />
expériences <strong>de</strong> femtochimie. Dans un second temps, nous étudierons <strong>de</strong>s schémas alternatifs <strong>de</strong><br />
NOPA’s compatibles avec le pompage par impulsions <strong>de</strong> très courtes durées (
présenterait l'avantage d'être directement compatible avec les lasers à impulsions très courtes<br />
disponibles dans nos laboratoires et, <strong>de</strong> façon plus générale, dans <strong>de</strong> nombreux laboratoires <strong>de</strong><br />
femtochimie (la durée d'impulsion typique d'un laser femtosecon<strong>de</strong> commercial est <strong>de</strong> 35 à 50 fs). En<br />
particulier, ce type <strong>de</strong> NOPA pourra être implanté sur notre laser PLFA qui produit <strong>de</strong>s impulsions <strong>de</strong><br />
35 fs à la ca<strong>de</strong>nce <strong>de</strong> 1 kHz avec une énergie par impulsion <strong>de</strong> 13 mJ. La ca<strong>de</strong>nce plus élevée <strong>de</strong> PLFA<br />
faciliterait gran<strong>de</strong>ment la prise <strong>de</strong> données lors <strong>de</strong>s expériences <strong>de</strong> femtochimie, augmentant ainsi très<br />
sensiblement les chances <strong>de</strong> réussite <strong>de</strong> programmes expérimentaux complexes.<br />
En termes <strong>de</strong> physique <strong>de</strong>s lasers, le post-doctorant qui travaillera sur ce <strong>projet</strong> (voir la <strong>de</strong>man<strong>de</strong> ci<strong>de</strong>ssous)<br />
<strong>de</strong>vra s’attacher à modéliser, optimiser et caractériser finement l’amplificateur paramétrique<br />
optique réalisé. Ce type <strong>de</strong> système est extrêmement complexe car une multitu<strong>de</strong> d’effets physiques sont<br />
en jeu : génération et manipulation en amplitu<strong>de</strong> et en phase d’un continuum <strong>de</strong> lumière blanche, effets<br />
non linéaires en casca<strong>de</strong>, effets dispersifs, etc. Les nombreux diagnostics disponibles au laboratoire, le<br />
SPIDER en particulier [10], <strong>de</strong>vraient permettre <strong>de</strong> confronter les résultats <strong>de</strong>s simulations aux résultats<br />
expérimentaux et permettre une bonne compréhension <strong>de</strong>s phénomènes et une optimisation beaucoup<br />
plus facile du système.<br />
Le test crucial sur l’accordabilité, la largeur temporelle et la stabilité tir à tir <strong>de</strong>s impulsions produites par<br />
les NOPAs est évi<strong>de</strong>mment leur utilisation en vraie gran<strong>de</strong>ur dans une expérience <strong>de</strong> type pompe son<strong>de</strong><br />
en femtochimie. C’est ce que le post-doctorant aura l’occasion <strong>de</strong> réaliser en fin <strong>de</strong> contrat en participant<br />
à l’accueil <strong>de</strong>s équipes hébergés sur cette installation laser. Nous pensons en particulier à l’équipe<br />
d’I. Fischer (U. Würzburg, D) qui doit mener une campagne <strong>de</strong> mesure sur la dynamique <strong>de</strong>s carbènes<br />
excités électroniquement au début <strong>de</strong> 2008.<br />
Nature <strong>de</strong> la <strong>de</strong>man<strong>de</strong>, durée du <strong>projet</strong> : Contrat d’un an supplémentaire pour un post-doctorant,<br />
Raman Maksimenka, qui conduit actuellement une recherche sur les développements ci-<strong>de</strong>ssus. Le<br />
travail <strong>de</strong> modélisation <strong>de</strong> l’amplificateur paramétrique optique est déjà engagé. A partir <strong>de</strong> celui-ci, un<br />
premier <strong>de</strong>sign d’un amplificateur paramétrique optique est en cours <strong>de</strong> définition. Le système Femto I a<br />
été modifié afin <strong>de</strong> permettre la continuation <strong>de</strong>s expériences <strong>de</strong> femtochimie et, parallèlement, la<br />
réalisation d’un amplificateur TiS stabilisé en énergie et dont le faisceau d’injection sera mis en forme à<br />
l’ai<strong>de</strong> d’un DAZZLER. La modélisation <strong>de</strong> cet amplificateur TiS, qui sera dédié au pompage du NOPA, est<br />
en cours et le système <strong>de</strong>vrait être opérationnel avant septembre <strong>2007</strong>.<br />
La durée totale du <strong>projet</strong> exposé ci-<strong>de</strong>ssus est <strong>de</strong> 24 mois dont 12 mois sont déjà couverts par une<br />
allocation postdoctorale financée par la région Ile-<strong>de</strong>-France. La <strong>de</strong>man<strong>de</strong> faite dans le cadre du RTRA<br />
porte donc sur une durée <strong>de</strong> 12 mois, à compter du 28/02/2008.<br />
Résultats attendus : En <strong>de</strong>hors <strong>de</strong>s objectifs fixés dans le cadre <strong>de</strong> ce <strong>projet</strong>, la mise au point d’une<br />
métho<strong>de</strong> permettant <strong>de</strong> pomper « directement » <strong>de</strong>s NOPAS avec une chaîne laser TiS délivrant <strong>de</strong>s<br />
impulsions courtes (
Catching the collision complex through a femtosecond coherently controlled pump/probe<br />
process, J. Chem. Phys. 117 (22), 10088 (2002).<br />
[2] S. Sorgues, L. Poisson, K. Raffael, L. Krim, B. Soep, and N. Shafiza<strong>de</strong>h, Femtosecond<br />
electronic relaxation of excited metalloporphyrins in the gas phase, J. Chem. Phys. 124<br />
(2006).<br />
[3] B. Noller, R. Maksimenka, I. Fischer, M. Armone, B. Engels, C. Alcaraz, L. Poisson, and J. M.<br />
Mestdagh, Femtosecond Dynamics of the tert-Butyl Radical, t-C4H9, J. Phys. Chem. A 111<br />
(10), 1771 (<strong>2007</strong>).<br />
[4] S. Sorgues, J. M. Mestdagh, J. P. Visticot, and B. Soep, Wave Packet Movements near the<br />
Conical Intersection between Two Excited Potential Surfaces May Create Observable<br />
Molecular Oscillations, Phys. Rev. Lett. 91, 3001 (2003).<br />
[5] S. Sorgues, J. M. Mestdagh, and B. Soep, Solvation shift of a conical intersection in clusters<br />
of excited tetrakis(dimethyl amino)ethylene with ammonia and acetonitrile molecules,<br />
Chem. Phys. Lett. 399, 234 (2004).<br />
[6] E. Gloaguen, J. M. Mestdagh, L. Poisson, F. Lepetit, J. P. Visticot, B. Soep, M. Coroiu, A. Eppink,<br />
and D. H. Parker, Experimental evi<strong>de</strong>nce for ultrafast electronic relaxation in molecules,<br />
mediated by diffuse states, J. Am. Chem. Soc. 127, 16529 (2005).<br />
[7] T. Oksenhendler, F. Legrand, M. Perdrix, O. Gobert, and D. Kaplan, Femtosecond laser pulse<br />
energy self-stabilization, Applied Physics B: Lasers and Optics 79, 933 (2004).<br />
[8] R. R. Alfano, The supercontinuum laser source : Fundamentals with updated references, 2nd ed.<br />
(Springer, 2005).<br />
[9] P. Tournois, Acousto-optic programmable dispersive filter for adaptive compensation of<br />
group <strong>de</strong>lay time dispersion in laser systems, Opt. Com. 140, 245 (1997).<br />
[10] C. Iaconis and I. A. Walmsley, Spectral phase interferometry for direct electric-field<br />
reconstruction of ultrashort optical pulses, Opt. Lett. 23, 792 (1998).<br />
EQUIPEMENT DEMANDÉ, BUDGET PRÉVISIONNEL<br />
Equipement <strong>de</strong>mandé,<br />
Personnel…<br />
Post-doc 12 mois au <strong>de</strong>là du<br />
6<br />
28/02/2008<br />
coût Cofinancements obtenus<br />
(coût / type <strong>de</strong> contrat)<br />
70 000 € - Post-doc Ile <strong>de</strong> France sur la<br />
pério<strong>de</strong>1/03/<strong>2007</strong>-28/02/2008<br />
- Equipement et fonctionnement nécessaire<br />
aux développements laser sont pris en<br />
charge par le CEA.<br />
ÉQUIPES DE RECHERCHE PARTICIPANTES (y compris l’équipe du porteur)
Équipe RTRA / Unité<br />
Sigle complet et n° d’Unité<br />
Laboratoire Francis Perrin<br />
(LFP) CNRS - URA2453<br />
Service <strong>de</strong>s Photons Atomes<br />
et Molécules (SPAM)<br />
Laboratoire <strong>de</strong><br />
PhotoPhysique Moléculaire<br />
(LPPM)<br />
1 Pour chaque équipe, nom et prénom <strong>de</strong> la principale personne impliquée dans cette proposition<br />
7<br />
Établissement<br />
Correspondant<br />
principal 1 (Nom et axe<br />
thématique RTRA)<br />
Directeur d’unité<br />
CNRS MESTDAGH Jean-Michel MARKOVITSI Dimitra<br />
CEA GOBERT Olivier REYNAUD Cécile<br />
CNRS JOUVET Christophe BRECHIGNAC Philippe
8<br />
Annexe 1 :<br />
LETTRE DE CADRAGE<br />
14 mai <strong>2007</strong><br />
Le RTRA met en place les outils pour atteindre les objectifs du Réseau, à savoir<br />
améliorer la visibilité et l’attractivité <strong>de</strong> l’ensemble <strong>de</strong>s physiciens rassemblés sur le<br />
Triangle Palaiseau-Orsay-Saclay, autour <strong>de</strong>s thématiques et axes scientifiques sur<br />
lesquels s’est construit le <strong>projet</strong>. Ces outils sont accompagnés <strong>de</strong> financements, dont<br />
une moitié environ sera consacrée à <strong>de</strong>s dépenses salariales, l’autre moitié à <strong>de</strong>s<br />
soutiens en fonctionnement et équipement.<br />
OBJECTIFS<br />
Les <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s <strong>de</strong> financement <strong>de</strong>vront correspondre aux objectifs et aux actions<br />
du réseau, à savoir :<br />
(i) soutien à la visibilité internationale (chaires seniors environnées, postes<br />
d’accueil pour étrangers ou <strong>de</strong> soutien à <strong>de</strong>s séjours <strong>de</strong> français dans un<br />
labo étranger),<br />
(ii) soutien à l’émergence <strong>de</strong> jeunes équipes (chaires juniors environnées pour<br />
attirer <strong>de</strong> potentiels lea<strong>de</strong>rs <strong>de</strong> nouvelles équipes ou pour les soutenir s’ils<br />
ont bénéficié d’un recrutement sur un poste permanent),<br />
(iii) soutien à la consolidation <strong>de</strong>s équipements<br />
(iv) et enfin quelques soutiens plus ponctuels à la diffusion, à la pédagogie ou<br />
à la valorisation.<br />
PROCÉDURE<br />
Initiation, montage, évaluation, choix et financement <strong>de</strong>s propositions<br />
L’animation scientifique se fera à partir <strong>de</strong> la base, c’est-à-dire en premier lieu au<br />
sein <strong>de</strong>s thèmes et axes du réseau, qui regroupent chacun un potentiel i<strong>de</strong>ntifié<br />
d’une centaine <strong>de</strong> participants. C’est à ce niveau que doivent être initiées et<br />
élaborées les <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s s’inscrivant dans l’un <strong>de</strong>s objectifs rappelés ci-<strong>de</strong>ssus.<br />
Chaque axe ou thème fonctionnera <strong>de</strong> la façon qui lui paraît la plus appropriée. Sa<br />
première mission est d’i<strong>de</strong>ntifier et <strong>de</strong> recenser les chercheurs présents sur le<br />
plateau et susceptibles <strong>de</strong> participer à <strong>de</strong>s <strong>projet</strong>s <strong>de</strong> recherche générés dans l’axe<br />
ou le thème. Il est suggéré, sans obligation, que les thèmes et axes se dotent chacun<br />
d’un « bureau » <strong>de</strong> quelques personnes représentant l’ensemble <strong>de</strong>s laboratoires<br />
participants, qui élabore les <strong>projet</strong>s. Chaque thème/axe désignera <strong>de</strong>ux<br />
représentants (ainsi que <strong>de</strong>ux suppléants) à la Commission <strong>de</strong> la Vie Scientifique<br />
(CVS). Cette commission, sa désignation, son fonctionnement et son rôle sont<br />
définis dans le règlement intérieur du RTRA. En particulier, elle est chargée <strong>de</strong><br />
présenter au Comité <strong>de</strong> Pilotage, un ensemble cohérent et motivé <strong>de</strong> <strong>projet</strong>s pour<br />
<strong>de</strong>man<strong>de</strong>s <strong>de</strong> financements. La composition <strong>de</strong> la Commission <strong>de</strong> la vie Scientifique<br />
est jointe en annexe.
Le Comité <strong>de</strong> Pilotage (CP) est défini dans les statuts <strong>de</strong> la Fondation : « Chaque<br />
directeur <strong>de</strong> réseau est assisté par un Comité <strong>de</strong> Pilotage qu’il prési<strong>de</strong> ». Sa<br />
composition, son organisation et ses attributions sont aussi définies dans le<br />
règlement intérieur. Il y est stipulé que le Comité <strong>de</strong> Pilotage « assure l’évaluation et<br />
fait <strong>de</strong>s propositions au directeur pour la sélection et le financement <strong>de</strong>s <strong>projet</strong>s<br />
scientifiques, en s’appuyant sur l’avis motivé <strong>de</strong> la CVS et sur toute autre expertise<br />
qu’il pourra juger nécessaire ».<br />
PROFIL<br />
Toute personne recensée dans l’activité scientifique du réseau peut être à l’initiative<br />
d’un <strong>projet</strong> scientifique.<br />
CRITÈRES DE FOND<br />
Les critères indispensables pour obtenir le financement d’un <strong>projet</strong> sont évi<strong>de</strong>mment<br />
son excellence et son originalité. C’est aussi, notamment pour un gros <strong>projet</strong>, son<br />
« esprit RTRA », à savoir sa capacité à réunir plusieurs équipes du RTRA, dans un<br />
thème/axe ou, mieux encore, entre <strong>de</strong>s thèmes/axes différents, valorisant la<br />
complémentarité <strong>de</strong>s multiples compétences qui existent dans le Triangle.<br />
Le budget par objectifs définit les différentes catégories <strong>de</strong> <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s qui peuvent<br />
être soumises au RTRA pour financement, et rappelées au début <strong>de</strong> cette lettre <strong>de</strong><br />
cadrage.<br />
• Les “chaires d’excellence seniors environnées“ correspon<strong>de</strong>nt au financement<br />
(salaires et charges pour un montant annuel <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> 100 k€) d’un spécialiste<br />
étranger reconnu, qui sera hébergé dans une équipe du réseau. On lui associe<br />
typiquement un soutien financier <strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> 60 k€ pour un poste <strong>de</strong> post-doc, pour<br />
travailler avec lui en forte interaction avec le labo d’accueil, auquel il est rattaché.<br />
Une allocation en crédits <strong>de</strong> petit équipement et <strong>de</strong> fonctionnement (<strong>de</strong> l’ordre <strong>de</strong> 40<br />
k€) est aussi associée à une telle chaire, dont la durée normale est <strong>de</strong> un an (à<br />
prendre en une ou <strong>de</strong>ux fois) et dont la reconduction pour une année supplémentaire<br />
pourrait être éventuellement soutenue.<br />
• L’attractivité internationale est <strong>de</strong>stinée à financer toutes les actions<br />
concernant la mobilité accrue <strong>de</strong> l’étranger vers le RTRA et du RTRA vers l’étranger,<br />
afin d’accroître la diffusion <strong>de</strong> l’image <strong>de</strong> marque du Triangle (postes <strong>de</strong> chercheurs<br />
associés ou <strong>de</strong> post-docs, soutien à l’obtention <strong>de</strong> semestres sabbatiques, incitation<br />
aux stages à l’étranger pour les thésards, financement <strong>de</strong> bourses <strong>de</strong> thèses pour<br />
étudiants non européens), et s’inscrivant dans une thématique scientifique du RTRA.<br />
• Le soutien à l’émergence <strong>de</strong> jeunes équipes autour <strong>de</strong> « chaires juniors » se<br />
fait pratiquement <strong>de</strong> façon assez semblable aux chaires d’excellence seniors<br />
environnées, c’est-à-dire qu’elles incluent <strong>de</strong>s salaires pour le chercheur lui-même (à<br />
un taux inférieur à celui d’un senior), ainsi que <strong>de</strong>s accompagnements en salaires<br />
pour post-docs et/ou thésards et en équipements et fonctionnement. Mais la finalité<br />
en est différente. Pour un chercheur senior, la règle générale, à la fin <strong>de</strong> son séjour,<br />
sera <strong>de</strong> repartir sur son poste permanent, en laissant son empreinte positive dans<br />
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son équipe d’accueil. Pour les postes juniors, il s’agit surtout d’ai<strong>de</strong>r à l’éclosion <strong>de</strong><br />
nouvelles équipes qui perdurent autour d’un jeune lea<strong>de</strong>r français (parfois en<br />
rapatriement <strong>de</strong> l’étranger) ou étranger, mais qui <strong>de</strong>vrait être stabilisé dans la suite<br />
logique <strong>de</strong>s opérations. Ce soutien peut aussi s’appliquer à <strong>de</strong> jeunes chercheurs<br />
nouvellement embauchés sur poste stable (CNRS, UPS, CEA…) pour les ai<strong>de</strong>r à<br />
monter une nouvelle équipe. Il s’agit alors plutôt dans ce cas <strong>de</strong> soutiens à<br />
l’installation. La durée <strong>de</strong> l’attribution d’une chaire junior est variable entre un et trois<br />
ans, une durée plus longue peut être exceptionnellement envisagée si le succès <strong>de</strong><br />
l’opération l’impose. En résumé, les critères <strong>de</strong> sélection sont l’excellence, la<br />
nouveauté et la priorité du <strong>projet</strong> au sein <strong>de</strong>s thématiques scientifiques du Triangle,<br />
le recrutement (avec <strong>de</strong> fortes probabilités dans un délai court ou dans certains cas<br />
réalisé récemment) du chercheur concerné. Aucun critère <strong>de</strong> rejet a priori <strong>de</strong> dossier<br />
pour <strong>de</strong>s raisons administratives n’est explicité, pour laisser aux structures <strong>de</strong><br />
décision du RTRA une large souplesse d’initiative.<br />
• Le soutien à la consolidation en équipements d’intérêt collectif, concerne les<br />
acquisitions jugées prioritaires pour maintenir une avance instrumentale et<br />
expérimentale dans la compétition internationale, et indispensables pour attirer les<br />
meilleurs étrangers. Elles doivent s’inscrire dans la dynamique scientifique du RTRA,<br />
tout en maintenant une certaine synergie avec les politiques en équipements milourds<br />
<strong>de</strong>s organismes.<br />
• Le soutien ponctuel et ciblé « diffusion » concerne <strong>de</strong>s actions exploratoires<br />
interdisciplinaires, vers l’enseignement (pédagogie), vers la formation (écoles), vers<br />
la communication (séminaires, workshops) ou vers la valorisation (soutien technique<br />
auprès d’actions <strong>de</strong> type “preuve <strong>de</strong> concept“ )<br />
CALENDRIER<br />
Pratiquement, on peut prévoir un examen par le CP <strong>de</strong>s <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s importantes<br />
(chaires seniors, chaires juniors, équipement) une fois par trimestre effectif <strong>de</strong> travail<br />
(trois fois par an). Ceci équivaut à un « appel à gros <strong>projet</strong>s» ouvert trois fois par an,<br />
permettant une évaluation impartiale et rapi<strong>de</strong> <strong>de</strong>s <strong>projet</strong>s <strong>de</strong> même nature. Les<br />
<strong>de</strong>man<strong>de</strong>s <strong>de</strong> faible montant (bourses, post-docs isolés) pourront être examinées par<br />
le CP à chacune <strong>de</strong> ses réunions, c’est-à-dire au moins une fois tous les <strong>de</strong>ux mois.<br />
Nous espérons ainsi donner une réponse rapi<strong>de</strong> et efficace aux <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s qui<br />
montent <strong>de</strong> la base.<br />
Note : pour l’année <strong>2007</strong>, nous proposons <strong>de</strong> travailler sur le calendrier suivant :<br />
Date <strong>de</strong> dépôt <strong>de</strong>s premiers <strong>projet</strong>s :10 juin <strong>2007</strong><br />
Présentation du bilan <strong>de</strong> la première évaluation début juillet <strong>2007</strong><br />
FORME<br />
Il n’est pas prévu <strong>de</strong> règles strictes pour monter les <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s, qui doivent s’inscrire<br />
dans la politique scientifique générale du réseau. La taille du dossier <strong>de</strong>vra être<br />
« proportionnelle » au <strong>projet</strong> : d’une à <strong>de</strong>ux pages pour la <strong>de</strong>man<strong>de</strong> d’un post-doc, à<br />
une dizaine <strong>de</strong> pages pour les plus gros <strong>projet</strong>s. La <strong>de</strong>man<strong>de</strong> justifiera la pertinence<br />
thématique du <strong>projet</strong>, son caractère fédérateur dans le cas d’un gros <strong>projet</strong>, son<br />
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montant financier. Elle <strong>de</strong>vra être argumentée, informative et suffisamment détaillée,<br />
en restant synthétique, pour permettre l’évaluation impartiale et rapi<strong>de</strong> par le CP.<br />
Dans le cas <strong>de</strong>s dossiers plus importants (chaires seniors, chaires juniors,<br />
équipement structurant mi-lourd), qui seront soumis éventuellement à une expertise<br />
internationale, les dossiers <strong>de</strong>vront être rédigés en anglais.<br />
En ce qui concerne la forme, les cadres montrés ci-<strong>de</strong>ssus <strong>de</strong>vront accompagner la<br />
proposition. Cependant, afin <strong>de</strong> mettre en adéquation la politique <strong>de</strong> financement du<br />
RTRA avec l’ensemble <strong>de</strong>s <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s émanant <strong>de</strong>s laboratoires vis-à-vis <strong>de</strong> leurs<br />
organismes (par exemple dans le domaine <strong>de</strong>s équipements mi-lourds), il sera<br />
<strong>de</strong>mandé <strong>de</strong> faire viser les <strong>projet</strong>s par les directeurs <strong>de</strong>s unités concernées.<br />
REVISION DES TERMES DE FONCTIONNEMENT DU RESEAU<br />
Ces mo<strong>de</strong>s <strong>de</strong> fonctionnement pourront être revus pour amélioration au terme d’un<br />
an, à l’examen <strong>de</strong> leur utilisation et <strong>de</strong> leur efficacité pendant la première année <strong>de</strong><br />
vie du réseau.<br />
Principe <strong>de</strong> fonctionnement et calendrier prévus pour le dépôt, l’examen et la<br />
sélection <strong>de</strong>s <strong>projet</strong>s RTRA soutenus en <strong>2007</strong> :<br />
11<br />
QuickTime et un<br />
décompresseur TIFF (LZW)<br />
sont requis pour visionner cette image.
Remarque : le tableau ci-après propose une version préparatoire <strong>de</strong> budget par<br />
objectifs, c’est-à-dire une enveloppe indicative <strong>de</strong>s financements alloués à ces<br />
différents types d’actions, pour la première année <strong>de</strong> fonctionnement, ainsi qu’une<br />
version par nature <strong>de</strong>s dépenses. Les chiffres donnés pour chaque type <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>man<strong>de</strong>, sont moyens et indicatifs, dans la mesure où les <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s potentielles<br />
sont encore complètement inconnues. Des transferts entre les différentes rubriques<br />
sont aussi envisageables en fonction <strong>de</strong>s <strong>de</strong>man<strong>de</strong>s recensées. Le financement <strong>de</strong>s<br />
<strong>projet</strong>s retenus sera défini cas par cas.<br />
Ressources<br />
Dépenses par<br />
objectifs<br />
12<br />
Origine<br />
Recherche<br />
Dotation ministère<br />
Dotation fondateurs<br />
2800 k€<br />
1410 k€<br />
Chaires seniors environnées<br />
(2 x 200 k€)<br />
Attractivité internationale (postdocs,<br />
thésards, sabbatiques…)<br />
4210 k€<br />
Chaires juniors environnées<br />
(2 à 4 x 250 k€/an)<br />
1000<br />
Mi-lourds structurants 1850<br />
Diffusion 200<br />
Administration, Salaires 260<br />
gestion Equipement, fonctionnement,<br />
missions<br />
100<br />
Total 4210<br />
Dépenses par<br />
nature<br />
Salaires Chaires seniors (2 x 150)<br />
Chaires juniors (4 x 100)<br />
Post-docs (4 x 60)<br />
Thésards (4 x 40)<br />
Ingénieur (1 x 50)<br />
Administration (260)<br />
Equipement,<br />
fonctionnement<br />
400<br />
400<br />
1410<br />
2800<br />
Total 4210
Thème 1<br />
Cohérence + intrication<br />
quantiques<br />
Thème 2<br />
Matière hors d’équilibre<br />
13<br />
Noms et e-mails <strong>de</strong>s représentants<br />
Annexe 2 :<br />
Daniel Estève (SPEC) daniel.esteve@cea.fr<br />
Alain Aspect (LCF)<br />
alain.aspect@institutoptique.fr<br />
Christophe Jouvet (PPM)<br />
christophe.jouvet@ppm.u-psud.fr<br />
Philippe Roncin (LCAM)<br />
philippe.roncin@lcam.u-psud.fr<br />
Thème 3Matière complexe Jean Daillant (CEA) jean.daillant@cea.fr<br />
Dominique Salin (FAST) salin@fast.u-psud.fr<br />
Thème 4<br />
Henri Alloul (LPS) alloul@lps.u-psud.fr<br />
Matière fortement corrélée Catherine Pépin (SPhT) catherine.pepin@cea.fr<br />
Thème 5<br />
Electronique <strong>de</strong> spin<br />
Thème 6<br />
Lumière extrême<br />
Thème 7<br />
Nanophotonique<br />
Axe A<br />
Instrumentation<br />
Axe B<br />
Théorie<br />
Axe C<br />
Fabrication, synthèse<br />
Michel Viret (SPEC) michel.viret@cea.fr<br />
Frédéric Petroff (CNRS/Thales)<br />
fre<strong>de</strong>ric.petroff@thalesgroup.com<br />
Brigitte Cros (PGP) brigitte.cros@pgp.u-psud.fr<br />
Pascal Monot (SPAM) pascal.monot@cea.fr<br />
Philippe Boucaud (IEF)<br />
philippe.boucaud@ief.u-psud.fr<br />
Fabien Bretenaker (LAC)<br />
fabien.bretenaker@lac.u-psud.fr<br />
Mourad Idir (SOLEIL)<br />
mourad.idir@synchrotron-soleil.fr<br />
Karim Bouzehouane ((CNRS/Thales)<br />
karim.bouzehouane@thalesgroup.fr<br />
Jean-Marc Luck (CEA) jean-marc.luck@cea.fr<br />
Victor Sidis (LCAM) victor.sidis@u-psud.fr<br />
Giancarlo Faini (LPN) giancarlo.faini@lpn.cnrs.fr<br />
Jean-Pierre Boilot (PMC-X)<br />
jpb@pmc.polytechnique.fr<br />
Noms et e-mails <strong>de</strong>s suppléants<br />
Jean-Philippe Bourgoin (SPEC) jeanphilippe.bourgoin@cea.fr<br />
Hélène Bouchiat bouchiat@lps.u-psud.fr<br />
Philippe Bourges (LLB) philippe.bourges@cea.fr<br />
Sylvain Ravy (Soleil) sylvain.ravy@synchrotronsoleil.fr<br />
Jean-Eric Wegrowe (LSI)<br />
wegrowe@poly.polytechnique.fr<br />
Jacques Miltat (LPS) miltat@lps.u-psud.fr<br />
Thierry Jolicoeur thierry.jolicoeur@u-psud.fr<br />
Olivier Dulieu (LAC) olivier.dulieu@lac;u-psud.fr<br />
Daniel Bouchier (IEF) daniel.bouchier@ief.u-psud.fr<br />
Olivier Spalla (LIONS-CEA) olivier.spalla@cea.fr