La Warm Dense Matter (WDM) se retrouve à la frontière de la physique de la matière condensée et de la
physique des plasmas. En particulier, elle se caractérise par des températures comparables à celles du
niveau de Fermi (1000 à 10 000 K) et pour des masses volumiques relevant de celles du solide. Dans ce
régime de la matière, la bonne connaissance du diagramme de phase et des propriétés de transport, telle
la conductivité électrique, est cruciale afin de pouvoir aussi bien modéliser les magnétosphères de planètes
rocheuses, les instabilités hydrodynamiques rencontrées lors des expériences de fusion par confinement
inertiel ou encore lors des impacts géants, tels que celui qui aurait formé la Lune à partir de la collision entre
la Terre et Théia.
Le Laboratoire Matière en Conditions Extrêmes du CEA DAM Île-de-France dispose depuis plusieurs années
d’une installation expérimentale (Enceinte à Plasma Pulsé - EPP), dédiée à l’étude de la WDM. À partir de
décharges pulsées de très forts courants (20-500 kA), cette installation expérimentale permet de sonder les
changements de propriétés thermodynamiques et de transport de la matière depuis l’état solide jusqu’à
l’état plasma sur des durées de l’ordre de la centaine de nanosecondes. Très récemment, ces expériences
ont pu être réalisées sur une source synchrotron X afin de pouvoir évaluer la densité d’états électroniques
des plasmas rencontrés dans les expériences EPP.
L’objectif de cette thèse consistera à étudier les propriétés thermodynamiques et de transport d’un alliage
binaire fer-nickel dans un domaine pression-température associé aux impacts géants. Pour ce faire, des
expériences seront réalisées à la fois sur le site du CEA DAM Île-de-France et sur synchrotron afin de pouvoir
sonder les propriétés thermodynamiques, optiques et de transport et du Fe-Ni. Les données expérimentales
recueillies seront ensuite comparées à des simulations de dynamique moléculaire quantique qui
renseignent notamment sur l’état électronique des états rencontrés lors des expériences. Enfin, de nouvelles
approches théoriques, basées sur les résultats expérimentaux et numériques, devront être proposées afin
d’améliorer la modélisation de ce type d’alliage dans le régime WDM.