Trois projets ANR 2026 pour l'équipe Plasmas Froids du LPP : une belle réussite collective !

L'équipe Plasmas Froids du Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP – UMR 7648) se distingue cette année avec la sélection de trois projets dans le cadre de l'Appel à projets générique 2026 de l'Agence nationale de la recherche (ANR). Portés ou accompagnés au LPP par Jean-Paul Booth, Svetlana Starikovskaia et Olivier Guaitella, ces projets illustrent le dynamisme scientifique de l'équipe et la diversité de ses recherches, à l'interface entre physique fondamentale, innovation technologique et enjeux énergétiques et environnementaux.

• HURRICANE : un concept innovant de réacteur plasma pour améliorer la conversion des gaz
  • Projet coordonné par Erik Johnson (LPICM), avec Jean-Paul Booth et Olivier Guaitella (LPP) – Durée : 42 mois
  • Les plasmas froids offrent des perspectives prometteuses pour transformer des molécules stables, comme le dioxyde de carbone (CO₂), en composés chimiques à plus forte valeur ajoutée. Toutefois, l'efficacité de ces procédés est souvent limitée par des réactions inverses : les espèces produites peuvent se recombiner avant d'être extraites du réacteur.
  • Le projet HURRICANE (Highly Useful Rotating-Wall Reactor Capitalizing on Adsorption on Novel Materials) propose une approche originale pour surmonter cette difficulté. Son principe repose sur l'utilisation d'une surface en rotation capable de capturer sélectivement certaines espèces chimiques produites dans un plasma, puis de les transporter vers une seconde chambre où elles sont libérées et récupérées. Ce concept pourrait notamment permettre de séparer plus efficacement le monoxyde de carbone (CO) issu de la dissociation du CO₂, ouvrant de nouvelles perspectives pour la valorisation de ce gaz à effet de serre.
  • Coordonné par Erik Johnson (LPICM, École polytechnique), le projet associe trois laboratoires aux compétences complémentaires : le LPICM pour la conception des réacteurs, IRCELYON pour le développement des surfaces adsorbantes, et le LPP pour les diagnostics des espèces en phase gazeuse.
  • Au LPP, les travaux seront menés par Jean-Paul Booth, Olivier Guaitella et Garrett Curley. Ils porteront notamment sur le développement de diagnostics spectroscopiques permettant de mesurer les concentrations des espèces chimiques et de quantifier les performances du nouveau réacteur. Le projet prévoit également une thèse co-encadrée par le LPP et le LPICM.
• SPIDER : maîtriser l'initiation des détonations grâce aux plasmas nanosecondes
  • Projet coordonné par Omar Dounia (CERFACS), avec Svetlana Starikovskaia (LPP) – Durée : 48 mois
  • Le projet SPIDER (Plasma Shchelkin sPiral: Initiation of DEtonation by nanosecond dischaRge) s'intéresse à une question fondamentale de la combustion : comment initier et contrôler une détonation à l'aide de décharges électriques ultracourtes ?
  • Les plasmas générés par des impulsions électriques de quelques nanosecondes permettent de déposer rapidement de l'énergie et de produire des espèces réactives susceptibles de modifier les mécanismes d'allumage et de propagation de la combustion.
  • En associant ces décharges à une spirale de Shchelkin, un dispositif favorisant l'accélération des flammes, le projet cherchera à mieux comprendre les mécanismes conduisant à l'initiation d'une détonation et à identifier les conditions permettant de les maîtriser.
  • Coordonné par le CERFACS (Toulouse), SPIDER rassemble également l'Institut Pprime (Poitiers) et le LPP, où les recherches seront conduites avec Svetlana Starikovskaia. Le projet prévoit notamment le recrutement d'un doctorant au LPP.
• CO2-PLASMA : observer la chimie des plasmas pour mieux valoriser le CO₂
  • Projet coordonné par Olivier Guaitella (LPP) – Durée : 48 mois
  • Transformer le CO₂ en molécules utiles, notamment en hydrocarbures ou en carburants de synthèse, constitue une piste prometteuse pour accompagner la transition énergétique. Les plasmas froids offrent des possibilités intéressantes pour réaliser ces transformations, mais les mécanismes chimiques qui les gouvernent restent encore insuffisamment compris.
  • Le projet CO2-PLASMA (CO₂ Plasma studied by Laser Absorption Spectroscopy for Multispecies Analysis) vise à développer de nouvelles méthodes de diagnostic optique permettant d'observer, directement et sans perturber le plasma, les espèces chimiques impliquées dans ces réactions. Une attention particulière sera portée aux radicaux très réactifs, tels que H, OH, O ou CH₃, qui jouent un rôle déterminant dans les mécanismes de conversion du CO₂.
  • Pour relever ce défi, les chercheurs exploiteront des techniques avancées de spectroscopie laser, notamment la spectroscopie à peignes de fréquences, ainsi que le rayonnement ultraviolet du synchrotron SOLEIL. Ces mesures seront associées à l'étude de décharges électriques et de surfaces catalytiques.
  • Coordonné par Olivier Guaitella au LPP, le projet réunit l'Institut Lumière Matière (Lyon), l'Institut de Physique de Rennes et la ligne DESIRS du synchrotron SOLEIL, en collaboration avec l'Instituto Superior Técnico (Lisbonne) pour la modélisation cinétique.
  • L'objectif est de mieux comprendre la chimie des plasmas de CO₂ afin de contribuer au développement de procédés de plasma-catalyse plus efficaces et plus sélectifs.

Ces trois succès à l'ANR 2026 témoignent du dynamisme et de l'excellence scientifique de l'équipe Plasmas Froids du LPP, ainsi que de sa capacité à fédérer des compétences complémentaires au sein de collaborations nationales et internationales. Du développement de nouveaux réacteurs à l'étude des mécanismes de combustion, en passant par les diagnostics optiques de pointe, ces projets illustrent la richesse des recherches menées au LPP et leur potentiel pour répondre aux défis scientifiques et technologiques actuels. Ils contribueront également à la formation de jeunes chercheurs, avec notamment le recrutement de doctorants dans les projets HURRICANE et SPIDER. Une triple réussite qui souligne don le rayonnement de l'équipe Plasmas Froids et ouvre de nouvelles perspectives scientifiques pour les années à venir !